[發明專利]一種多節點鈣鈦礦金屬異質結及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710538390.1
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN109212639A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 趙永生;呂遠超;李勇軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

本發明公開一種多節點鈣鈦礦金屬異質結及其制備方法和應用，所述制備方式是采用一種液相自組裝的方法將全無機鈣鈦礦與金屬波導結構結合在一起，制備得到所述多節點鈣鈦礦金屬異質結，所述異質結可將SPP信號由金屬波導一端輸入，對其傳播路徑上的鈣鈦礦節點進行泵浦增益，以實現對SPP信號的補償放大。所述制備方法簡單，易于操作，所述多節點鈣鈦礦金屬異質結還可用于實現超小型激光器，或者用于SPP信號級聯放大器。

技術領域

本發明屬于鈣鈦礦/金屬納米線異質結技術領域，具體涉及一種多節點鈣鈦礦金屬異質結及其制備方法和應用。

背景技術

表面等離子體激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)，一種金屬介質界面的電磁激勵，是金屬費米能級附近導帶上的自由電子在電磁場的驅動下在金屬表面發生集體振蕩，產生局域表面等離激元，共振狀態下電磁場的能量能有效地轉變為金屬表面自由電子的集體振動能，使耦合后的電磁場緊緊束縛在金屬表面并在亞波長尺度傳導；其可以在寬光譜范圍內實現光的亞波長限域，并且被開發制備多種納米激光器。隨著納米技術和光學集成的迅速發展，表面等離子體極化波的出現為實現納米器件的微型化和集成化提供了可能性，尤其在傳統波導面對衍射極限的挑戰時，表面等離子體極化波帶來了突破衍射極限的曙光，使得人們對表面等離子體極化波的研究領域得到越來越廣泛的拓展，并在實際應用中發揮了舉足輕重的作用，已被用于設計制備多種重要的光學功能原件，如亞波長激光器、表面等離子光學回路、光學路由器等等。不過，附帶的金屬損耗導致其傳播距離有限，并不利于其實際應用。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提供如下技術方案：

一種多節點鈣鈦礦金屬異質結，所述金屬異質結包括作為介質波導的金屬納米線，和至少兩個包埋于所述介質波導中的無機鈣鈦礦材料；所述異質結形成以金屬納米線為主干，無機鈣鈦礦材料為節點的復合結構。

本發明還提供上述多節點鈣鈦礦金屬異質結的制備方法，所述方法包括如下步驟：

1)將金屬納米線分散于溶劑中，得到金屬納米線的分散體系；

2)將無機鈣鈦礦材料溶解于有機溶劑中，得到無機鈣鈦礦材料的有機溶液；

3)將步驟1)制備得到的金屬納米線的分散體系滴加到石英片基底上，待溶劑揮發完全后，加入步驟2)制備的無機鈣鈦礦材料的有機溶液，得到混合體系，靜置，形成以金屬納米線為主干，無機鈣鈦礦材料為節點的復合結構，即得到多節點鈣鈦礦金屬異質結。

本發明還提供上述多節點鈣鈦礦金屬異質結的應用，其可以用于超小型激光器，或者用于SPP信號級聯放大器。

本發明的有益效果：

本發明提供一種多節點鈣鈦礦金屬異質結及其制備方法和應用，所述制備方式是采用一種液相自組裝的方法將全無機鈣鈦礦與金屬波導結構結合在一起，制備得到所述多節點鈣鈦礦金屬異質結，所述異質結可將SPP信號由金屬波導一端輸入，對其傳播路徑上的鈣鈦礦節點進行泵浦增益，以實現對SPP信號的補償放大。所述制備方法簡單，易于操作，所述多節點鈣鈦礦金屬異質結還可用于實現超小型激光器，或者用于SPP信號級聯放大器。

附圖說明

圖1為本發明的鈣鈦礦/Ag納米線異質結的明場顯微(A)和熒光顯微(B)照片(標尺為10微米)。

圖2為本發明的鈣鈦礦/Ag納米線異質結的生長機理簡圖(A)；不同時間段生成的鈣鈦礦/Ag納米線異質結結構的掃描電子顯微鏡照片(B-D)，其生長時間分別為1小時、2小時和5小時(標尺均為20微米)。

圖3為本發明的鈣鈦礦/Ag納米線異質結的隨濃度增加的不同構型。

圖4為本申請的SPP信號增益放大示意圖。

具體實施方式