While colloidal chemistry provides ways to obtain a great variety of nanoparticles with different shapes, sizes, material compositions, and surface functions, their controlled deposition and combination on arbitrary positions of substrates remain a considerable challenge. Over the last ten years, optical printing arose as a versatile method to achieve this purpose for different kinds of nanoparticles. In this article, we review the state of the art of optical printing of single nanoparticles and discuss its strengths, limitations, and future perspectives by focusing on four main challenges: printing accuracy, resolution, selectivity, and nanoparticle photostability.
REFERENCES
1.
H.
Zhang
, C.
Kinnear
, and P.
Mulvaney
, Adv. Mater.
32
, 1904551
(2020
).2.
N.
Vogel
, M.
Retsch
, C.-A.
Fustin
, A.
Del Campo
, and U.
Jonas
, Chem. Rev.
115
, 6265
(2015
).3.
J. B.
Lee
, H.
Walker
, Y.
Li
, T. W.
Nam
, A.
Rakovich
, R.
Sapienza
, Y. S.
Jung
, Y. S.
Nam
, S. A.
Maier
, and E.
Cortés
, ACS Nano
14
, 17693
(2020
).4.
V.
Flauraud
, M.
Mastrangeli
, G. D.
Bernasconi
, J.
Butet
, D. T. L.
Alexander
, E.
Shahrabi
, O. J. F.
Martin
, and J.
Brugger
, Nat. Nanotechnol.
12
, 73
(2017
).5.
N.
Armon
, E.
Greenberg
, E.
Edri
, O.
Nagler-Avramovitz
, Y.
Elias
, and H.
Shpaisman
, Adv. Funct. Mater.
31
, 2008547
(2021
).6.
S.
Ito
, H.
Yoshikawa
, and H.
Masuhara
, Appl. Phys. Lett.
80
, 482
(2002
).7.
P. Y.
Chiou
, A. T.
Ohta
, M. C.
Wu
, C.
Pei Yu
, A. T.
Ohta
, and M. C.
Wu
, Nature
436
, 370
(2005
).8.
A.
Jamshidi
, P. J.
Pauzauskie
, P. J.
Schuck
, A. T.
Ohta
, P.-Y.
Chiou
, J.
Chou
, P.
Yang
, and M. C.
Wu
, Nat. Photonics
2
, 86
(2008
).9.
L.
Lin
, X.
Peng
, and Y.
Zheng
, Chem. Commun.
53
, 7357
(2017
).10.
L.
Lin
, X.
Peng
, Z.
Mao
, W.
Li
, M. N.
Yogeesh
, B. B.
Rajeeva
, E. P.
Perillo
, A. K.
Dunn
, D.
Akinwande
, and Y.
Zheng
, Nano Lett.
16
, 701
(2016
).11.
B. B.
Rajeeva
, M. A.
Alabandi
, L.
Lin
, E. P.
Perillo
, A. K.
Dunn
, and Y.
Zheng
, J. Mater. Chem. C
5
, 5693
(2017
).12.
O. M.
Maragò
, P. H.
Jones
, P. G.
Gucciardi
, G.
Volpe
, and A. C.
Ferrari
, Nat. Nanotechnol.
8
, 807
(2013
).13.
A.
Lehmuskero
, P.
Johansson
, H.
Rubinsztein-Dunlop
, L.
Tong
, M.
Käll
, M.
Käll
, M.
Kaell
, and M.
Käll
, ACS Nano
9
, 3453
(2015
).14.
A. I.
Kuznetsov
, A. E.
Miroshnichenko
, M. L.
Brongersma
, Y. S.
Kivshar
, B.
Luk’yanchuk
, and B.
Luk’yanchuk
, Science
354
, aag2472
(2016
).15.
C.
Zaza
, I. L.
Violi
, J.
Gargiulo
, G.
Chiarelli
, L.
Schumacher
, J.
Jakobi
, J.
Olmos-Trigo
, E.
Cortes
, M.
König
, S.
Barcikowski
, S.
Schlücker
, J. J.
Sáenz
, S. A.
Maier
, and F. D.
Stefani
, ACS Photonics
6
, 815
(2019
).16.
M. A.
Huergo
, C. M.
Maier
, M. F.
Castez
, C.
Vericat
, S.
Nedev
, R. C.
Salvarezza
, A. S.
Urban
, and J.
Feldmann
, ACS Nano
10
, 3614
(2016
).17.
M. J.
Guffey
and N. F.
Scherer
, Nano Lett.
10
, 4302
(2010
).18.
A. S.
Urban
, A. A.
Lutich
, F. D.
Stefani
, and J.
Feldmann
, Nano Lett.
10
, 4794
(2010
).19.
J.
Gargiulo
, S.
Cerrota
, E.
Cortés
, I. L.
Violi
, and F. D.
Stefani
, Nano Lett.
16
, 1224
(2016
).20.
J.
Gargiulo
, I. L.
Violi
, S.
Cerrota
, L.
Chvátal
, E.
Cortés
, E. M.
Perassi
, F.
Diaz
, P.
Zemánek
, and F. D.
Stefani
, ACS Nano
11
, 9678
(2017
).21.
J.
Gargiulo
, T.
Brick
, I. L.
Violi
, F. C.
Herrera
, T.
Shibanuma
, P.
Albella
, F. G.
Requejo
, E.
Cortés
, S. A.
Maier
, and F. D.
Stefani
, Nano Lett.
17
, 5747
(2017
).22.
I. L.
Violi
, J.
Gargiulo
, C.
Von Bilderling
, E.
Cortés
, and F. D.
Stefani
, Nano Lett.
16
, 6529
(2016
).23.
J.
Do
, M.
Fedoruk
, F.
Jäckel
, and J.
Feldmann
, Nano Lett.
13
, 4164
(2013
).24.
A.
Königer
and W.
Köhler
, ACS Nano
6
, 4400
(2012
).25.
A.
Foti
, C.
D’Andrea
, V.
Villari
, N.
Micali
, M. G.
Donato
, B.
Fazio
, O. M.
Maragò
, R.
Gillibert
, M. L.
de la Chapelle
, and P. G.
Gucciardi
, Materials
11
, 440
(2018
).26.
S.
Bernatová
, M. G.
Donato
, J.
Ježek
, Z.
Pilát
, O.
Samek
, A.
Magazzù
, O. M.
Maragò
, P.
Zemánek
, and P. G.
Gucciardi
, J. Phys. Chem. C
123
, 5608
(2019
).27.
A.
Babynina
, M.
Fedoruk
, P.
Kühler
, A.
Meledin
, M.
Döblinger
, and T.
Lohmüller
, Nano Lett.
16
, 6485
(2016
).28.
29.
M.
Barella
, I. L.
Violi
, J.
Gargiulo
, L. P.
Martinez
, F.
Goschin
, V.
Guglielmotti
, D.
Pallarola
, S.
Schlücker
, M.
Pilo-Pais
, G. P.
Acuna
, S. A.
Maier
, E.
Cortés
, and F. D.
Stefani
, ACS Nano
15
, 2458
(2021
).30.
Y.
Bao
, Z.
Yan
, and N. F.
Scherer
, J. Phys. Chem. C
118
, 19315
(2014
).31.
S.
Nedev
, A. S.
Urban
, A. A.
Lutich
, and J.
Feldmann
, Nano Lett.
11
, 5066
(2011
).32.
L.
Ling
, H. L.
Guo
, X. L.
Zhong
, L.
Huang
, J. F.
Li
, L.
Gan
, and Z. Y.
Li
, Nanotechnology
23
, 215302
(2012
).33.
A. S.
Urban
, M.
Fedoruk
, S.
Nedev
, A.
Lutich
, T.
Lohmueller
, and J.
Feldmann
, Adv. Opt. Mater.
1
, 123
(2013
).34.
A. S.
Urban
, S.
Carretero-Palacios
, A. A.
Lutich
, T.
Lohmüller
, J.
Feldmann
, and F.
Jäckel
, Nanoscale
6
, 4458
(2014
).35.
K.
Dholakia
and P.
Zemánek
, Rev. Mod. Phys.
82
, 1767
(2010
).36.
Z.
Yan
, S. K.
Gray
, and N. F.
Scherer
, Nat. Commun.
5
, 3751
(2014
).37.
L.
Chvátal
, O.
Brzobohatý
, and P.
Zemánek
, Opt. Rev.
22
, 157
(2015
).38.
M.
Ploschner
, T.
Čižmár
, M.
Mazilu
, A.
Di Falco
, and K.
Dholakia
, Nano Lett.
12
, 1923
(2012
).39.
A. I.
Kuznetsov
, A. E.
Miroshnichenko
, Y. H.
Fu
, J.
Zhang
, and B.
Luk’yanchuk
, Sci. Rep.
2
, 492
(2012
).40.
P.
Albella
, M. A.
Poyli
, M. K.
Schmidt
, S. A.
Maier
, F.
Moreno
, J. J.
Sáenz
, and J.
Aizpurua
, J. Phys. Chem. C
117
, 13573
(2013
).41.
D. A.
Shilkin
, E. V.
Lyubin
, M. R.
Shcherbakov
, M.
Lapine
, and A. A.
Fedyanin
, ACS Photonics
4
, 2312
(2017
).42.
N.
Grillet
, D.
Manchon
, E.
Cottancin
, F.
Bertorelle
, C.
Bonnet
, M.
Broyer
, J.
Lermé
, and M.
Pellarin
, J. Phys. Chem. C
117
, 2274
(2013
).43.
G.
Kumari
, R.
Kamarudheen
, E.
Zoethout
, and A.
Baldi
, ACS Catal.
11
, 3478
(2021
).44.
A. B.
Taylor
, A. M.
Siddiquee
, and J. W. M.
Chon
, ACS Nano
8
, 12071
(2014
).45.
J.
Olmos-Trigo
, M.
Meléndez
, R.
Delgado-Buscalioni
, and J. J.
Sáenz
, Opt. Express
27
, 16384
(2019
).46.
J.
Do
, R.
Schreiber
, A. A.
Lutich
, T.
Liedl
, J.
Rodríguez-Fernández
, and J.
Feldmann
, Nano Lett.
12
, 5008
(2012
).47.
J. C.
Azcárate
, G.
Corthey
, E.
Pensa
, C.
Vericat
, M. H.
Fonticelli
, R. C.
Salvarezza
, and P.
Carro
, J. Phys. Chem. Lett.
4
, 3127
(2013
).48.
L.
Poon
, W.
Zandberg
, D.
Hsiao
, Z.
Erno
, D.
Sen
, B. D.
Gates
, and N. R.
Branda
, ACS Nano
4
, 6395
(2010
).49.
P. W. K.
Rothemund
, Nature
440
, 297
(2006
).50.
R.
Huschka
, J.
Zuloaga
, M. W.
Knight
, L. V.
Brown
, P.
Nordlander
, and N. J.
Halas
, J. Am. Chem. Soc.
133
, 12247
(2011
).51.
J.
Stehr
, C.
Hrelescu
, R. A.
Sperling
, G.
Raschke
, M.
Wunderlich
, A.
Nichtl
, D.
Heindl
, K.
Kürzinger
, W. J.
Parak
, T. A.
Klar
, and J.
Feldmann
, Nano Lett.
8
, 619
(2008
).52.
A. M.
Goodman
, N. J.
Hogan
, S.
Gottheim
, C.
Li
, S. E.
Clare
, and N. J.
Halas
, ACS Nano
11
, 171
(2017
).53.
F.
Thibaudau
, J. Phys. Chem. Lett.
3
, 902
(2012
).54.
S.
Liu
, L.
Lin
, and H.-B.
Sun
, ACS Nano
15
, 5925
(2021
).55.
M. G.
Donato
, E.
Messina
, A.
Foti
, T. J.
Smart
, P. H.
Jones
, M. A.
Iatì
, R.
Saija
, P. G.
Gucciardi
, and O. M.
Maragò
, Nanoscale
10
, 1245
(2018
).56.
J.
Do
, K. N.
Sediq
, K.
Deasy
, D. M.
Coles
, J.
Rodríguez-Fernández
, J.
Feldmann
, and D. G.
Lidzey
, Adv. Opt. Mater.
1
, 946
(2013
).57.
M.
Li
, T.
Lohmüller
, and J.
Feldmann
, Nano Lett.
15
, 770
(2015
).58.
F.
Peyskens
, P.
Wuytens
, A.
Raza
, P.
Van Dorpe
, and R.
Baets
, Nanophotonics
7
, 1299
(2018
).59.
J.
Kim
, B.
Jang
, J.
Gargiulo
, J.
Bürger
, J.
Zhao
, S.
Upendar
, T.
Weiss
, S. A.
Maier
, and M. A.
Schmidt
, Anal. Chem.
93
, 752
(2021
).60.
M. G.
Donato
, V. P.
Rajamanickam
, A.
Foti
, P. G.
Gucciardi
, C.
Liberale
, and O. M.
Maragò
, Opt. Lett.
43
, 5170
(2018
).61.
G. Q.
Ngo
, A.
George
, R. T. K.
Schock
, A.
Tuniz
, E.
Najafidehaghani
, Z.
Gan
, N. C.
Geib
, T.
Bucher
, H.
Knopf
, S.
Saravi
, C.
Neumann
, T.
Lühder
, E. P.
Schartner
, S. C.
Warren‐Smith
, H.
Ebendorff‐Heidepriem
, T.
Pertsch
, M. A.
Schmidt
, A.
Turchanin
, and F.
Eilenberger
, Adv. Mater.
32
, 2003826
(2020
).62.
M. A.
Schmidt
, D. Y.
Lei
, L.
Wondraczek
, V.
Nazabal
, and S. A.
Maier
, Nat. Commun.
3
, 1108
(2012
).© 2022 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2022
Author(s)
You do not currently have access to this content.
