[发明专利]一种含增益辅助的硅双线系统

说明书

本发明提供一种含增益辅助的硅双线系统，所述系统包括：二氧化硅衬底层；在所述二氧化硅衬底层上端面按照预设排布周期设置有硅双线组；在所述二氧化硅和所述硅双线组的表面覆盖有嵌入了增益材料的二氧化硅增益层。本发明能够使单晶硅线和外层二氧化硅层中所含有的增益材料产生耦合，并且两根单晶硅线之间也会产生近场耦合，从而极大的增强近场，发射谱和反射谱的谱线宽度也会极大减小，峰值极大增加。

技术领域

本发明涉及增益辅助近场增强技术领域，尤其涉及一种含增益辅助的硅双线系统。

背景技术

光照金属形成的表面等离子体共振已经被研究了多年，在能源、医疗、信息存储、光学催化等方面都有应用。但是金属具有很多内在缺陷，像高损耗、热效应、与传统硅平面工艺不兼容等，极大的限制了基于金属的表面等离子体共振的应用。

因此，基于半导体材料的纳米结构近年来受到研究人员关注。基于硅材料的纳米微球，纳米微杆的增益辅助的近场效应，已经被研究人员利用改变电介质常数的虚数部分的这种方法进行研究，但是这种方法没有很好的贴合实际，因为现实中不一定有符合此电介质常数的材料，在实际应用中有局限。并且单独的纳米微球等半导体颗粒仍然与传统的硅平面工艺不兼容，因此，工艺上大规模制造可能存在一定困难。所以，设计出与硅平面工艺兼容，并且在现实中有一定实用性的能实现近场增强的纳米结构是我们目前增益辅助近场增强技术发展和应用领域需要解决的问题。

发明内容

本发明提供的含增益辅助的硅双线系统，能够使单晶硅线和外层二氧化硅层中所含有的增益材料产生耦合，并且两根单晶硅线之间也会产生近场耦合，从而极大的增强近场，发射谱和反射谱的谱线宽度也会极大减小，峰值极大增加。

第一方面，本发明提供一种含增益辅助的硅双线系统，包括：

二氧化硅衬底层；

在所述二氧化硅衬底层上端面按照预设排布周期设置有硅双线组；

在所述二氧化硅和所述硅双线组的表面覆盖有嵌入了增益材料的二氧化硅增益层。

可选地，所述硅双线组为两根单晶硅线平行设置。

可选地，所述硅双线组对应参数与发射谱，反射谱以及近场要求相对应，其中，

所述硅双线组参数包括单晶硅线高度、单晶硅线线宽、两单晶硅线之间间距。

可选地，所述单晶硅线的高度范围为30nm-400nm。

可选地，所述单晶硅线的线宽范围为30nm-400nm。

可选地，所述两单晶硅线之间间距范围为30nm-400nm。

可选地，所述预设排布周期A范围为0umA≤6um。

可选地，所述嵌入了增益材料的二氧化硅层对应参数与发射谱，反射谱要求相对应，其中，

所述嵌入了增益材料的二氧化硅层对应参数包括厚度、增益材料种类。

可选地，所述嵌入了增益材料的二氧化硅层的厚度范围为30nm-400nm。

可选地，所述增益材料种类包括量子点、染料分子、稀土离子。

本发明实施例提供的含增益辅助的硅双线系统是利用在二氧化硅层上的无限长的相隔不远的两根单晶硅线组成硅双线组，但是硅双线组和硅双线组之间距离很大，硅双线组之间互不影响，单晶硅线上方均覆盖一层嵌入有增益材料的二氧化硅层，所述系统不仅可以使单晶硅线和外层二氧化硅层中所含有的增益材料产生耦合，并且两根单晶硅线之间也会产生近场耦合，从而极大的增强近场，发射谱和反射谱的谱线宽度也会极大减小，峰值极大增加。

附图说明

图1为本发明一实施例含增益辅助的硅双线系统的结构示意图；