We apply terahertz (THz) near-field streaking in a nanofocusing geometry to investigate plasmon polariton propagation on the shaft of a conical nanotip. By evaluating the delay between a streaking spectrogram for plasmon-induced photoemission with a measurement for direct apex excitation, we obtain an average plasmon group velocity, which is in agreement with numerical simulations. Combining plasmon-induced photoemission with THz near-field streaking facilitates extensive control over localized photoelectron sources for time-resolved imaging and diffraction.

1.
W. L.
Barnes
,
A.
Dereux
, and
T. W.
Ebbesen
,
Nature
424
,
824
(
2003
).
2.
S. A.
Maier
,
Plasmonics: Fundamentals and Applications
, 1st ed. (
Springer
,
New York
,
2007
).
3.
J. A.
Schuller
,
E. S.
Barnard
,
W.
Cai
,
Y. C.
Jun
,
J. S.
White
, and
M. L.
Brongersma
,
Nat. Mater.
9
,
193
204
(
2010
).
4.
W.
Cai
,
W.
Shin
,
S.
Fan
, and
M. L.
Brongersma
,
Adv. Mater.
22
,
5120
(
2010
).
5.
A.
Kriesch
,
S. P.
Burgos
,
D.
Ploss
,
H.
Pfeifer
,
H. A.
Atwater
, and
U.
Peschel
,
Nano Lett.
13
,
4539
(
2013
).
6.
K. C. Y.
Huang
,
M.-K.
Seo
,
T.
Sarmiento
,
Y.
Huo
,
J. S.
Harris
, and
M. L.
Brongersma
,
Nat. Photonics
8
,
244
249
(
2014
).
7.
C.
Rewitz
,
G.
Razinskas
,
P.
Geisler
,
E.
Krauss
,
S.
Goetz
,
M.
Pawłowska
,
B.
Hecht
, and
T.
Brixner
,
Phys. Rev. Appl.
1
,
014007
(
2014
).
8.
Y.
Gorodetski
,
A.
Niv
,
V.
Kleiner
, and
E.
Hasman
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
043903
(
2008
).
9.
G.
Spektor
,
D.
Kilbane
,
A. K.
Mahro
,
B.
Frank
,
S.
Ristok
,
L.
Gal
,
P.
Kahl
,
D.
Podbiel
,
S.
Mathias
,
H.
Giessen
 et al,
Science
355
,
1187
(
2017
).
10.
A. J.
Babadjanyan
,
N. L.
Margaryan
, and
K. V.
Nerkararyan
,
J. Appl. Phys.
87
,
3785
(
2000
).
11.
M. I.
Stockman
,
Phys. Rev. Lett.
93
,
137404
(
2004
).
12.
E.
Verhagen
,
L.
Kuipers
, and
A.
Polman
,
Nano Lett.
7
,
334
(
2007
).
13.
C.
Ropers
,
C. C.
Neacsu
,
T.
Elsaesser
,
M.
Albrecht
,
M. B.
Raschke
, and
C.
Lienau
,
Nano Lett.
7
,
2784
(
2007
).
14.
E.
Verhagen
,
M.
Spasenović
,
A.
Polman
, and
L. K.
Kuipers
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
203904
(
2009
).
15.
S.
Berweger
,
J. M.
Atkin
,
R. L.
Olmon
, and
M. B.
Raschke
,
J. Phys. Chem. Lett.
3
,
945
(
2012
).
16.
M. W.
Vogel
and
D. K.
Gramotnev
,
Phys. Lett. A
363
,
507
(
2007
).
17.
D. K.
Gramotnev
,
M. W.
Vogel
, and
M. I.
Stockman
,
J. Appl. Phys.
104
,
034311
(
2008
).
18.
V.
Kravtsov
,
J. M.
Atkin
, and
M. B.
Raschke
,
Opt. Lett.
38
,
1322
(
2013
).
19.
S. V.
Yalunin
,
B.
Schröder
, and
C.
Ropers
,
Phys. Rev. B
93
,
115408
(
2016
).
20.
F.
De Angelis
,
G.
Das
,
P.
Candeloro
,
M.
Patrini
,
M.
Galli
,
A.
Bek
,
M.
Lazzarino
,
I.
Maksymov
,
C.
Liberale
,
L. C.
Andreani
 et al,
Nat. Nanotechnol.
5
,
67
(
2010
).
21.
C. C.
Neacsu
,
S.
Berweger
,
R. L.
Olmon
,
L. V.
Saraf
,
C.
Ropers
, and
M. B.
Raschke
,
Nano Lett.
10
,
592
(
2010
).
22.
S.
Berweger
,
J. M.
Atkin
,
X. G.
Xu
,
R. L.
Olmon
, and
M. B.
Raschke
,
Nano Lett.
11
,
4309
(
2011
).
23.
S.
Schmidt
,
B.
Piglosiewicz
,
D.
Sadiq
,
J.
Shirdel
,
J. S.
Lee
,
P.
Vasa
,
N.
Park
,
D.-S.
Kim
, and
C.
Lienau
,
ACS Nano
6
,
6040
(
2012
).
24.
B.
Schröder
,
M.
Sivis
,
R.
Bormann
,
S.
Schäfer
, and
C.
Ropers
,
Appl. Phys. Lett.
107
,
231105
(
2015
).
25.
V.
Kravtsov
,
R.
Ulbricht
,
J. M.
Atkin
, and
M. B.
Raschke
,
Nat. Nanotechnol.
11
,
459
464
(
2016
).
26.
M.
Müller
,
V.
Kravtsov
,
A.
Paarmann
,
M. B.
Raschke
, and
R.
Ernstorfer
,
ACS Photonics
3
,
611
(
2016
).
27.
S.
Berweger
,
J. M.
Atkin
,
R. L.
Olmon
, and
M. B.
Raschke
,
J. Phys. Chem. Lett.
1
,
3427
(
2010
).
28.
D.
Sadiq
,
J.
Shirdel
,
J. S.
Lee
,
E.
Selishcheva
,
N.
Park
, and
C.
Lienau
,
Nano Lett.
11
,
1609
(
2011
).
29.
A.
Giugni
,
A. T. B.
Torre
,
M.
Francardi
,
M.
Malerba
,
A.
Alabastri
,
R. P.
Zaccaria
,
M. I.
Stockman
, and
E. D.
Fabrizio
,
Nat. Nano.
8
,
845
852
(
2013
).
30.
S.
Lüneburg
,
M.
Müller
,
A.
Paarmann
, and
R.
Ernstorfer
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
213506
(
2013
).
31.
J.
Hoffrogge
,
J. P.
Stein
,
M.
Krüger
,
M.
Förster
,
J.
Hammer
,
D.
Ehberger
,
P.
Baum
, and
P.
Hommelhoff
,
J. Appl. Phys.
115
,
094506
(
2014
).
32.
M.
Gulde
,
S.
Schweda
,
G.
Storeck
,
M.
Maiti
,
H. K.
Yu
,
A. M.
Wodtke
,
S.
Schäfer
, and
C.
Ropers
,
Science
345
,
200
(
2014
).
33.
G.
Storeck
,
S.
Vogelgesang
,
M.
Sivis
,
S.
Schäfer
, and
C.
Ropers
,
Struct. Dyn.
4
,
044024
(
2017
).
34.
J.
Vogelsang
,
J.
Robin
,
B. J.
Nagy
,
P.
Dombi
,
D.
Rosenkranz
,
M.
Schiek
,
P.
Groß
, and
C.
Lienau
,
Nano Lett.
15
,
4685
(
2015
).
35.
P.
Hommelhoff
,
Y.
Sortais
,
A.
Aghajani-Talesh
, and
M. A.
Kasevich
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
077401
(
2006
).
36.
C.
Ropers
,
D. R.
Solli
,
C. P.
Schulz
,
C.
Lienau
, and
T.
Elsaesser
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
043907
(
2007
).
37.
B.
Barwick
,
C.
Corder
,
J.
Strohaber
,
N.
Chandler-Smith
,
C.
Uiterwaal
, and
H.
Batelaan
,
New J. Phys.
9
,
142
(
2007
).
38.
M.
Schenk
,
M.
Krüger
, and
P.
Hommelhoff
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
257601
(
2010
).
39.
R.
Bormann
,
M.
Gulde
,
A.
Weismann
,
S. V.
Yalunin
, and
C.
Ropers
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
147601
(
2010
).
40.
H.
Yanagisawa
,
M.
Hengsberger
,
D.
Leuenberger
,
M.
Klöckner
,
C.
Hafner
,
T.
Greber
, and
J.
Osterwalder
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
087601
(
2011
).
41.
G.
Herink
,
D. R.
Solli
,
M.
Gulde
, and
C.
Ropers
,
Nature
483
,
190
193
(
2012
).
42.
D. J.
Park
,
B.
Piglosiewicz
,
S.
Schmidt
,
H.
Kollmann
,
M.
Mascheck
, and
C.
Lienau
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
244803
(
2012
).
43.
S.
Schmidt
,
P.
Engelke
,
B.
Piglosiewicz
,
M.
Esmann
,
S. F.
Becker
,
K.
Yoo
,
N.
Park
,
C.
Lienau
, and
P.
Groß
,
Opt. Express
21
,
26564
(
2013
).
44.
M.
Esmann
,
S. F.
Becker
,
B. B.
da Cunha
,
J. H.
Brauer
,
R.
Vogelgesang
,
P.
Groß
, and
C.
Lienau
,
Beilstein J. Nanotechnol.
4
,
603
610
(
2013
).
45.
B.
Schröder
,
T.
Weber
,
S. V.
Yalunin
,
T.
Kiel
,
C.
Matyssek
,
M.
Sivis
,
S.
Schäfer
,
F.
von Cube
,
S.
Irsen
,
K.
Busch
 et al,
Phys. Rev. B
92
,
085411
(
2015
).
46.
N.
Talebi
,
W.
Sigle
,
R.
Vogelgesang
,
M.
Esmann
,
S. F.
Becker
,
C.
Lienau
, and
P. A.
van Aken
,
ACS Nano
9
,
7641
(
2015
).
47.
B.
Wild
,
L.
Cao
,
Y.
Sun
,
B. P.
Khanal
,
E. R.
Zubarev
,
S. K.
Gray
,
N. F.
Scherer
, and
M.
Pelton
,
ACS Nano
6
,
472
(
2012
).
48.
C.
Rewitz
,
T.
Keitzl
,
P.
Tuchscherer
,
J.-S.
Huang
,
P.
Geisler
,
G.
Razinskas
,
B.
Hecht
, and
T.
Brixner
,
Nano Lett.
12
,
45
(
2012
).
49.
M.
Wulf
,
A.
de Hoogh
,
N.
Rotenberg
, and
L.
Kuipers
,
ACS Photonics
1
,
1173
(
2014
).
50.
E.
Goulielmakis
,
M.
Uiberacker
,
R.
Kienberger
,
A.
Baltuska
,
V.
Yakovlev
,
A.
Scrinzi
,
T.
Westerwalbesloh
,
U.
Kleineberg
,
U.
Heinzmann
,
M.
Drescher
 et al,
Science
305
,
1267
(
2004
).
51.
F.
Krausz
and
M.
Ivanov
,
Rev. Mod. Phys.
81
,
163
(
2009
).
52.
U.
Frühling
,
M.
Wieland
,
M.
Gensch
,
T.
Gebert
,
B.
Schütte
,
M.
Krikunova
,
R.
Kalms
,
F.
Budzyn
,
O.
Grimm
,
J.
Rossbach
 et al,
Nat. Photonics
3
,
523
(
2009
).
53.
B.
Schütte
,
U.
Frühling
,
M.
Wieland
,
A.
Azima
, and
M.
Drescher
,
Opt. Express
19
,
18833
(
2011
).
54.
L.
Wimmer
,
G.
Herink
,
D. R.
Solli
,
S. V.
Yalunin
,
K. E.
Echternkamp
, and
C.
Ropers
,
Nat. Phys.
10
,
432
(
2014
).
55.
M. I.
Stockman
,
M. F.
Kling
,
U.
Kleineberg
, and
F.
Krausz
,
Nat. Photonics
1
,
539
544
(
2007
).
56.
F.
Süßmann
and
M. F.
Kling
,
Phys. Rev. B
84
,
121406
(
2011
).
57.
E.
Skopalová
,
D. Y.
Lei
,
T.
Witting
,
C.
Arrell
,
F.
Frank
,
S. A. M. Y.
Sonnefraud
,
J. W. G.
Tisch
, and
J. P.
Marangos
,
New J. Phys.
13
,
083003
(
2011
).
58.
F.
Kelkensberg
,
A.
Koenderink
, and
M.
Vrakking
,
New J. Phys.
14
,
093034
(
2012
).
59.
A. G.
Borisov
,
P. M.
Echenique
, and
A. K.
Kazansky
,
New J. Phys.
14
,
023036
(
2012
).
60.
G.
Herink
,
L.
Wimmer
, and
C.
Ropers
,
New J. Phys.
16
,
123005
(
2014
).
61.
L.
Wimmer
,
O.
Karnbach
,
G.
Herink
, and
C.
Ropers
,
Phys. Rev. B
95
,
165416
(
2017
).
62.
B.
Förg
,
J.
Schötz
,
F.
Süßmann
,
M.
Förster
,
M.
Krüger
,
B.
Ahn
,
W. A.
Okell
,
K.
Wintersperger
,
S.
Zherebtsov
,
A.
Guggenmos
 et al,
Nat. Commun.
7
,
11717
(
2016
).
63.
J.
Schötz
,
B.
Förg
,
M.
Förster
,
W. A.
Okell
,
M. I.
Stockman
,
F.
Krausz
,
P.
Hommelhoff
, and
M. F.
Kling
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
3
,
16516262
(
2017
).
64.
C.
Kealhofer
,
W.
Schneider
,
D.
Ehberger
,
A.
Ryabov
,
F.
Krausz
, and
P.
Baum
,
Science
352
,
429
(
2016
).
65.
D. J.
Cook
and
R. M.
Hochstrasser
,
Opt. Lett.
25
,
1210
(
2000
).
66.
M.
Sandtke
and
L.
Kuipers
,
Nat. Photonics
1
,
573
(
2007
).
67.
P. B.
Johnson
and
R. W.
Christy
,
Phys. Rev. B
6
,
4370
(
1972
).
You do not currently have access to this content.