一种有效调控微腔腔长的方法与流程

本发明涉及一种有效调控微腔腔长的方法。

背景技术：

在过去十几年中，被称为微腔激子极化激元的二维半光半物质体系作为一种固体玻色爱因斯坦凝聚(bec)的极具发展前途的候选者已经慢慢浮现。激子极化激元是由于光子与激子在高精细度微腔中的强相互作用所形成的半光半物质的一种准粒子，也称为极化子。

激子与光子的强的相互作用，主要是通过在微腔结构中实现的，并且腔长以及腔的品质因子对其二者的强的相互作用有极大的影响。因此能够有效的调节微腔的腔长并且改善微腔的品质因子是非常关键的因素。这往往要求人们：(1)采用新的方法来优化控制微腔的腔长与品质因子；(2)发掘探索简单易行，方便操作，节省成本与时间的方法；(3)系统地建立起腔长、品质因子与微腔中强耦合之间的关系，找出其中的规律。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种有效调控微腔腔长的方法。

本发明提供的有效调控微腔腔长的方法，包括如下步骤：

在室温条件下，将有机分子溶于制备好的ps甲苯溶液中，加热使有机分子充分溶于ps甲苯溶液中，形成混合溶液；之后将配好的前述混合溶液旋涂于银膜上，通过控制甩膜仪的转速与控制ps甲苯溶液的浓度来控制所甩薄膜的厚度；最后在真空条件下，在薄膜上蒸镀上银膜就构成了微腔结构,通过控制所甩薄膜的厚度来有效控制腔长。

上述方法中所述的有机分子，均为发光有机小分子。

所述混合溶液为掺杂ps的有机分子的甲苯溶液。

所述加热使有机分子充分溶于ps甲苯溶液，加热温度最好不超过100℃，以85℃为宜

所述控制甩膜仪转速来控制厚度，转速为1000-5000r/min

所述控制ps甲苯溶液的浓度来控制薄膜厚度，其浓度为2％-5％。

还包括测试不同微腔腔长下的强耦合现象的步骤。

所述真空是相对真空，真空度为10^-6torr。

所述测试不同微腔腔长下强耦合是在显微角分辨系统下测试。

本发明以c2c2-pdi小分子为原料，称取2.6mg置于1ml的3％的ps甲苯溶液中，加热85℃约30min使其完全溶解，将其旋涂到80nm的银膜上，通过设置甩膜仪转速来调控得到薄膜的厚度，通过1000r/min，2000r/min，4000r/min来得到450nm、300nm、150nm左右的薄膜厚度，再在其上真空蒸镀30nm银膜，之后通过自行搭建的显微角分辨系统来测试其光子激子的强耦合现象。所用制备薄膜的方法简单易行，方便操作，制备方法时间较短，设备简单，所用原料比较少，实现了经济环保节能等多项目标。

附图说明

图1为实施例1/2λ、1λ、3/2λ腔长下的强耦合现象。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。

一种有效调控微腔腔长的方法，包括如下步骤：

在室温条件下，将有机分子溶于制备好的ps甲苯溶液中，加热使有机分子充分溶于ps甲苯溶液中，形成混合溶液；之后将配好的前述混合溶液旋涂于银膜上，通过控制甩膜仪的转速与控制ps甲苯溶液的浓度来控制所甩薄膜的厚度；最后在真空条件下，在薄膜上蒸镀上银膜就构成了微腔结构，通过控制所甩薄膜的厚度来有效控制腔长。

其中，加热使有机分子充分溶于ps甲苯溶液，加热温度不超过100℃。所述控制甩膜仪转速的步骤中将转速调节为1000-5000r/min。所述控制ps甲苯溶液的浓度的步骤中将浓度调节为2％-5％。所述真空是相对真空，真空度例如为10^-6torr。

下述实施例中，以有机分子为c2c2-pdi荧光分子为例进行介绍，当然也可以利用其它有机分子。c2c2-pdi荧光分子由二(n-乙基丙基)苝酰二亚胺和对甲基苯硼酸乙二醇酯反应得到的。无须精致即可作微纳晶制备原料。

称取130mgps溶于5ml的甲苯溶液中，超声并40℃加热使ps充分溶解；称取5.2mgc2c2-pdi分子溶于2ml的ps甲苯溶液中，85℃加热使有机分子充分溶解。

将玻璃表面镀有80nm银膜置于甩膜仪上，真空吸片，调整好转速1000r/min，吸取100ul的溶液滴于80nm银膜上，时间为60s，即可得到450nm左右厚的掺杂薄膜。之后，退火使甲苯溶液挥发完全，例如在60℃下退火一小时，使甲苯溶液挥发完全；之后在金属蒸镀机中真空蒸镀30nm的银膜。

将制备好的全金属微腔结构，置于显微角分辨的显微镜上，测试其反射率效果，通过对比该结构的反射光谱与白光光谱的比值，来判断其反射率情况，来判断其激子与微腔中光子的强耦合现象。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种有效调控微腔腔长的方法。该方法是通过旋涂办法实现的，包括如下步骤：将PS溶于甲苯溶剂中，其次将有机分子溶于PS甲苯溶液中，加热使其全部溶解，形成混合溶液；在将配制好的混合溶液旋涂于80nm银膜上，通过控制甩膜仪转速与PS甲苯溶液的浓度来有效控制掺杂薄膜厚度，从而达到有效控制腔长的目的，再在有机薄膜上蒸镀上30nm银膜从而构成平板微腔，最后测试在不同腔长下的微腔中强耦合现象。在该方法中，所用设备简单，快速方便，操作简单，成本低，可重复性非常高，并且薄膜粗糙度小，整个微腔的品质因子较高，对实现全金属微腔中的强耦合具有较高的应用价值。

技术研发人员：廖清;任佳欢;付红兵
受保护的技术使用者：首都师范大学
技术研发日：2017.12.17
技术公布日：2019.06.25