一种有机/金属纳米线异质结及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种有机/金属纳米异质结，所述异质结包括作为光学增益介质的有机分子和包埋于所述光学增益介质中的金属纳米线；所述异质结形成以光学增益介质为主干，金属纳米线为枝的复合结构；所述有机分子为具有光学增益的激光染料分子。所述有机分子具有丰富的弱相互作用的官能团，易与金属纳米线产生配位作用，有利于具有光学增益的激光染料分子在组装过程中包覆金属纳米线，形成稳定的有机金属异质结；具有光学增益的激光染料分子组装的有机金属异质结能够将激光模式从金属线输出，形成激光模式的亚波长输出；具有光学增益的激光染料分子组装的有机结构还可与多根金属线组装形成多节点的异质结结构，形成激光多通道亚波长输出。

An Organic/Metal Nanowire Heterojunction and Its Preparation and Application

The invention discloses an organic/metal nanoheterojunction, which comprises an organic molecule as an optical gain medium and a metal nanowire embedded in the optical gain medium; the heterojunction forms a composite structure with an optical gain medium as the backbone and a metal nanowire as the branch; the organic molecule is a laser dye molecule with an optical gain. The organic molecule has abundant functional groups with weak interaction and is easy to coordinate with metal nanowires, which is beneficial for laser dye molecules with optical gain to coat metal nanowires in the assembly process and form stable organic metal heterojunctions. The organic metal heterojunctions assembled by laser dye molecules with optical gain can output laser modes from metal wires. Laser-mode sub-wavelength output; the organic structure of laser dye molecular assembly with optical gain can also be assembled with multiple metal wires to form multi-node heterojunction structure, forming multi-channel sub-wavelength output of laser.

【技术实现步骤摘要】
一种有机/金属纳米线异质结及其制备方法和应用
本专利技术属于有机金属异质结
，具体涉及一种有机/金属纳米线异质结及其制备方法和应用。
技术介绍
激光光源是集成纳米光学器件不可或缺的部分，作为微型相干光源，基于单个纳米结构的激光器具有尺寸小、可集成和调制等优点，是近年来有源低维结构的研究重点和研究热点之一。到目前为止，波长量级的激光器已经实现了不同材料的使用，如光子晶体和半导体纳米线。然而，由于衍射的限制，使得所述的光子晶体的模式受限于其体积的容量，且所述三维腔的输出大于～(λ/2n)3。表面等离子体激元(SPPs)，一种金属介质界面的电磁激励，可以实现光信号在亚波长尺度下传导及应用，并且被开发制备多种纳米激光器，这在未来的集成光路方面具有重要的应用前景。但是这种激光器也具有自身的缺点，比如减小了的模式体积使得光泵浦效率降低，金属附带的高损耗使得腔体的品质因子(Q-factors)相对于介质激光器来说非常的低。各种新颖的纳米激光器以及相应问题的出现，说明了该领域还需要研究人员的继续探索。于是研究者们提出，将增益介质与金属纳米线集成起来制备成复合体系，这样在光信号的传导方面既具有介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机/金属纳米线异质结，其特征在于，所述异质结包括作为光学增益介质的有机分子，和包埋于所述光学增益介质中的金属纳米线；所述异质结形成以光学增益介质为主干，金属纳米线为枝的复合结构；所述有机分子为具有光学增益的激光染料分子。

【技术特征摘要】
1.一种有机/金属纳米线异质结，其特征在于，所述异质结包括作为光学增益介质的有机分子，和包埋于所述光学增益介质中的金属纳米线；所述异质结形成以光学增益介质为主干，金属纳米线为枝的复合结构；所述有机分子为具有光学增益的激光染料分子。2.根据权利要求1所述的异质结，其特征在于，所述具有光学增益的激光染料分子选自寡聚苯乙烯类染料(如1,4-二(α-氰基-4-二苯胺基苯乙烯基)-2,5-二苯基苯CNDPASDB)，香豆素类染料(如香豆素153)，激发态分子内质子转移(ESIPT)分子中的至少一种；优选地，所述具有光学增益的激光染料分子选自激发态分子内质子转移(ESIPT)分子。优选地，所述激发态分子内质子转移(ESIPT)分子选自式(I)所示的化合物HMDMAC：其中，X选自-H、-OCH3、-Cl、-Br。3.根据权利要求1或2所述的异质结，其特征在于，所述金属纳米线在光学增益介质中的包埋情况包括：金属纳米线的一端被包埋在光学增益介质中；或者金属纳米线的中间部分被包埋在光学增益介质中；或者金属纳米线整体被包埋在光学增益介质中；或者不同数量的金属纳米线被包埋在光学增益介质中；且金属纳米线枝与主干具有不同的夹角。4.根据权利要求1-3中任一项所述的异质结，其特征在于，所述的金属纳米线选自能与电磁场耦合形成表面等离子体激元的金属纳米线。优选地，所述金属纳米线选自银、金、铝和铜等。优选地，所述的金属纳米线的长度为10-30μm，优选为10-15μm；所述的金属纳米线的直径为50-500nm，优选为100-400nm。优选地，所述异质结是利用有机分子的自组装法，将分散于液相中的金属纳米线包埋于其中，形成以光学增益介质为主干，金属纳米线为枝的复合结构。优选地，所述光学增益介质为单晶结构的一维材料。优选地，所述金属纳米线为晶体结构。优选地，所述异质结中作为光学增益介质的有机晶体的长度为40-50μm；宽度为4-5μm；厚度为1-2μm。5.权利要求1-4中任一项所述的有机/金属纳米异质结的制备方法，其特征在于，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)将具有光学增益的激光染料分子溶解于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永生，吕远超，李勇军，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11