[发明专利]栅状电极增强表面等离激元激光器及其制备方法

权利要求书

1.一种栅状电极增强表面等离激元激光器，其结构自上而下依次包括：

一衬底；

一生长在衬底上的第一绝缘介质层；

一生长在第一绝缘介质层上的金属薄膜层；

一生长在金属薄膜层上的第二绝缘介质层；

一设置在第二绝缘介质层上的栅状电极增强层；

还包括多量子阱纳米线，作为增益介质散布在第二绝缘介质层表面，并且处于栅状电极之间；

所述栅状电极增强层包括多个平行分布的条形金镍合金电极，相邻条形金镍合金电极之间的间隔为稍大于多量子阱纳米线的长度，使其可以容纳下多量子阱纳米线。

2.根据权利要求1所述的栅状电极增强表面等离激元激光器，其特征在于：条形金镍合金电极的厚度为50-400nm，条形金镍合金电极的宽度为1-3μm。

3.根据权利要求1或2所述的栅状电极增强表面等离激元激光器，其特征在于：所述的金属薄膜层为金、银、铝其中的任意一种，所述的栅状电极增强层的材料为金镍合金。

4.根据权利要求3所述的栅状电极增强表面等离激元激光器，其特征在于：所述金属薄膜层的厚度为5-200nm。

5.根据权利要求3所述的栅状电极增强表面等离激元激光器，其特征在于：第一绝缘介质层和第二绝缘介质层的材料为二氧化硅、碳化硅、二氟化镁、三氧化二铝或氟化锂。

6.根据权利要求3所述的栅状电极增强表面等离激元激光器，其特征在于：所述第一绝缘介质层的厚度为100-300nm，所述第二绝缘介质层的厚度为5-200nm。

7.根据权利要求3所述的栅状电极增强表面等离激元激光器，其特征在于：所述多量子阱纳米线材料为InGaN/GaN或AlGaN/GaN或钙钛矿CsPbBr₃/ CsPbI₃，纳米线长度为1.5-3μm，直径为100-400nm。

8.根据权利要求3所述的栅状电极增强表面等离激元激光器，其特征在于：所述衬底材料为硅或蓝宝石中的任意一种。

9.权利要求1-8中任一项所述的栅状电极增强表面等离激元激光器的制备方法，其步骤包括：

1)在衬底上蒸镀一层绝缘层作为第一绝缘介质层；

2)在第一绝缘介质层表面沉积金属薄膜层；

3)在金属薄膜层表面蒸镀第二绝缘层；

4)在第二绝缘层表面旋涂一层光刻胶层，并对其进行前烘，利用紫外光刻技术将光刻版上有序的栅状电极阵列图形转到光刻胶层上并进行后烘和泛爆，然后显影；

5)在光刻胶层表面蒸镀一层金属掩膜，再进行剥离，去除光刻胶层及光刻胶层上的金属掩膜，得到栅状电极结构；

6)制备多量子阱纳米线，将纳米线分布在酒精溶液中，将分布有纳米线的酒精溶液滴在步骤5）制得的器件表面，待酒精溶液蒸发 后，纳米线随机散布在器件表面。

10.在权利要求1-8中任一项所述的栅状电极增强表面等离激元激光器上实施电磁场刺激的方法，特征在于：在相邻栅状电极上分别加载正弦/三角/方波信号，加载的电压为10-50V，加载的频率为20kHz至20MHz。