[发明专利]一种多节点钙钛矿金属异质结及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种多节点钙钛矿金属异质结及其制备方法和应用，所述制备方式是采用一种液相自组装的方法将全无机钙钛矿与金属波导结构结合在一起，制备得到所述多节点钙钛矿金属异质结，所述异质结可将SPP信号由金属波导一端输入，对其传播路径上的钙钛矿节点进行泵浦增益，以实现对SPP信号的补偿放大。所述制备方法简单，易于操作，所述多节点钙钛矿金属异质结还可用于实现超小型激光器，或者用于SPP信号级联放大器。

技术领域

本发明属于钙钛矿/金属纳米线异质结技术领域，具体涉及一种多节点钙钛矿金属异质结及其制备方法和应用。

背景技术

表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)，一种金属介质界面的电磁激励，是金属费米能级附近导带上的自由电子在电磁场的驱动下在金属表面发生集体振荡，产生局域表面等离激元，共振状态下电磁场的能量能有效地转变为金属表面自由电子的集体振动能，使耦合后的电磁场紧紧束缚在金属表面并在亚波长尺度传导；其可以在宽光谱范围内实现光的亚波长限域，并且被开发制备多种纳米激光器。随着纳米技术和光学集成的迅速发展，表面等离子体极化波的出现为实现纳米器件的微型化和集成化提供了可能性，尤其在传统波导面对衍射极限的挑战时，表面等离子体极化波带来了突破衍射极限的曙光，使得人们对表面等离子体极化波的研究领域得到越来越广泛的拓展，并在实际应用中发挥了举足轻重的作用，已被用于设计制备多种重要的光学功能原件，如亚波长激光器、表面等离子光学回路、光学路由器等等。不过，附带的金属损耗导致其传播距离有限，并不利于其实际应用。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供如下技术方案：

一种多节点钙钛矿金属异质结，所述金属异质结包括作为介质波导的金属纳米线，和至少两个包埋于所述介质波导中的无机钙钛矿材料；所述异质结形成以金属纳米线为主干，无机钙钛矿材料为节点的复合结构。

本发明还提供上述多节点钙钛矿金属异质结的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)将金属纳米线分散于溶剂中，得到金属纳米线的分散体系；

2)将无机钙钛矿材料溶解于有机溶剂中，得到无机钙钛矿材料的有机溶液；

3)将步骤1)制备得到的金属纳米线的分散体系滴加到石英片基底上，待溶剂挥发完全后，加入步骤2)制备的无机钙钛矿材料的有机溶液，得到混合体系，静置，形成以金属纳米线为主干，无机钙钛矿材料为节点的复合结构，即得到多节点钙钛矿金属异质结。

本发明还提供上述多节点钙钛矿金属异质结的应用，其可以用于超小型激光器，或者用于SPP信号级联放大器。

本发明的有益效果：

本发明提供一种多节点钙钛矿金属异质结及其制备方法和应用，所述制备方式是采用一种液相自组装的方法将全无机钙钛矿与金属波导结构结合在一起，制备得到所述多节点钙钛矿金属异质结，所述异质结可将SPP信号由金属波导一端输入，对其传播路径上的钙钛矿节点进行泵浦增益，以实现对SPP信号的补偿放大。所述制备方法简单，易于操作，所述多节点钙钛矿金属异质结还可用于实现超小型激光器，或者用于SPP信号级联放大器。

附图说明

图1为本发明的钙钛矿/Ag纳米线异质结的明场显微(A)和荧光显微(B)照片(标尺为10微米)。

图2为本发明的钙钛矿/Ag纳米线异质结的生长机理简图(A)；不同时间段生成的钙钛矿/Ag纳米线异质结结构的扫描电子显微镜照片(B-D)，其生长时间分别为1小时、2小时和5小时(标尺均为20微米)。

图3为本发明的钙钛矿/Ag纳米线异质结的随浓度增加的不同构型。

图4为本申请的SPP信号增益放大示意图。

具体实施方式