调控多个随机不相干单光子发射器辐射的蘑菇纳米天线制造技术

本发明专利技术公开了调控多个随机不相干单光子发射器辐射的蘑菇状纳米天线，包括：环境基质、衬底和蘑菇状纳米天线/阵列；其中蘑菇状纳米天线包括天线菌盖、天线菌柄和依附于天线菌柄的单光子发射器；所述菌盖和菌柄的尺寸、材料都可分开设计，对应的谐振频段可进行灵活调控，能满足不同单光子发射器的斯托克位移；其中菌柄的谐振频段与单光子发射器的激发频段耦合，产生电磁场局域增强以增强单光子发射器的激发强度；菌盖的谐振频段与单光子发射器的发射频段耦合以增强单光子发射器的发射强度和调控辐射方向性，提高光收集利用效率。此外，该结构对单光子发射器的极化排列没有依赖性，能够调控多个不相干单光子发射器。

Mushroom nano antennas for radiation control of multiple randomly incoherent single photon emitters

The present invention discloses the regulation of multiple random incoherent single photon emitter radiation mushroom nano antenna, including: environmental matrix, substrate and mushroom / nano antenna array; the mushroom shaped nano antenna comprises a single photon emitter antenna antenna attached to the stipe and pileus, stipe of antenna size and material; the pileus and stipe can be designed separately, corresponding to the resonance frequency can be regulated, can satisfy the Storck displacement of different single photon emitter coupled resonant frequency; excitation band and single photon emitter stipe which generates electric magnetic field local enhancement to enhance the excitation intensity of single photon emitter; emission band coupling resonance band and single photon emitter cap to enhance the emission intensity and control the radiation directivity of single photon emitter, improve the light collection efficiency. In addition, the structure has no dependence on the polarization arrangement of single photon emitters, and can control multiple incoherent single photon emitters.

【技术实现步骤摘要】
调控多个随机不相干单光子发射器辐射的蘑菇纳米天线
本专利技术涉及微纳单分子精度传感、微纳单光子源（single-photonsource）和高分辨率成像等相关领域，具体是指调控多个随机不相干单光子发射器辐射强度和方向性的蘑菇状纳米天线。
技术介绍
对单分子或原子尺度的物质进行探测，不仅是近代科学研究的热点，同时也是未来高精度传感，高分辨率成像等领域发展的必然趋势。由于单个分子和原子的尺寸通常只有几个纳米甚至更小，传统手段很难直接探测。单光子发射器（single-photonemitter）是一种在受外界能量激发后，能够产生单频率或单色光的光子源。单光子发射器自身的尺寸与分子、原子相近，能够与该尺度的物质有效作用，是对单个分子、原子进行追踪和探测最可靠的手段之一。同时，一些单光子发射器（尤其是有机荧光分子和量子点）的表面化学性质可以进行特定的处理，能够针对目标分子、原子进行有选择性的标记（selective-labeling），具有良好的稳定性和可调控性。然而在实际应用中，单光子发射器自身的辐射强度很微弱，同时其极性排列不受控制，辐射一般不具有方向性。现有很多技术方案是采用的改变纳米天本文档来自技高网...

【技术保护点】
调控多个随机不相干单光子发射器辐射的蘑菇纳米天线，其特征在于：包括衬底（2）和若干个设置于衬底（2）上的蘑菇状纳米天线（3），所述蘑菇状纳米天线（3）包括天线菌柄（5）和天线菌盖（4），天线菌柄（5）固定于衬底（2）上，天线菌盖（4）呈伞状固定于天线菌柄（5）的顶部；所述天线菌柄（5）的侧面依附有若干个单光子发射器（6）。

【技术特征摘要】
1.调控多个随机不相干单光子发射器辐射的蘑菇纳米天线，其特征在于：包括衬底（2）和若干个设置于衬底（2）上的蘑菇状纳米天线（3），所述蘑菇状纳米天线（3）包括天线菌柄（5）和天线菌盖（4），天线菌柄（5）固定于衬底（2）上，天线菌盖（4）呈伞状固定于天线菌柄（5）的顶部；所述天线菌柄（5）的侧面依附有若干个单光子发射器（6）。2.根据权利要求1所述的调控多个随机不相干单光子发射器辐射的蘑菇状纳米天线结构，其特征在于：所述蘑菇状纳米天线（3）材质采用表面等离激元金属，或者高折率电介质材料，或者表面等离激元金属和高折率电介质材料混合。3.根据权利要求2所述的调控多个随机不相干单光子发射器辐射的蘑菇状纳米天线结构，其特征在于：所述蘑菇状纳米天线（3）采用Au，或Ag，或Cu，或Al；或者所述蘑菇状纳米天线（3）采用Si，或GaAs，或GaP，或Ge，或TiO2。4.根据权利要求2或3所述的调控多个随机不相干单光子发射器辐射的蘑菇状纳米天线结构，其特征在于：所述天线菌盖（4）、天线菌柄（5）使用相同材质进行组合，或使用不同材质进行组合。5.根据权利要求1所述的调控多个随机不相干单光子发射器辐射的蘑菇状纳米天线结构，其特征在于：所述天线菌盖（4）的谐振频段与单光子发射器（6）的发射频段耦合，利用Purcell效应来增强单光子发射器（6）的发射强度，同时导引...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙松，李沫，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51