CN108732662A

CN108732662A - 一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结及其制备方法

Info

Publication number: CN108732662A
Application number: CN201710263546.XA
Authority: CN
Inventors: 赵永生; 吕远超; 李勇军
Original assignee: Institute of Chemistry CAS; University of Chinese Academy of Sciences
Current assignee: Institute of Chemistry CAS; University of Chinese Academy of Sciences
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2018-11-02
Anticipated expiration: 2037-04-20
Also published as: CN108732662B

Abstract

本发明公开了一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结及其制备方法和应用，所述有机柔性微盘/金属纳米线异质结包括作为介质光源的有机柔性微盘，和搭载于所述介质波导表面的金属纳米线；所述异质结形成以有机介质光源为主体，金属纳米线为枝节的复合结构；所述有机柔性微盘中的柔性的有机基质可掺杂多种有机激光染料，使其具备覆盖全可见光光谱的增益能力；所述制备方法简单、易于操作，通过利用毛细作用力辅助的液相自组装方法制备得到的异质结能够将金属纳米线脱离基底，消除了基底诱导的传播损耗，极大提高了SPP的传播性能；其可以用于实现超小尺寸高通量信息光源、光电信息回路高通量信息处理、高通量信息传感等领域。

Description

一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结及其制备方法

技术领域

本发明属于金属纳米线异质结技术领域，具体涉及一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结及其制备方法和在激光性能中的应用。

背景技术

具备宽带可调谐性能的微纳米激光器在通用照明、激光显示、多色检测、多频带通信等领域中受到广泛关注。近年来，多种介质材料，如胶体量子点，光子晶体和半导体微晶等，已被制备成带隙可调谐的微型激光器。不幸的是，传统介质激光器的模式体积和输出都受到衍射极限的限制。表面等离子体激元(SPPs)，一种金属介质界面的电磁激励，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。不过，附带的金属损耗导致其Q值低，激光阈值高。由光源与等离子体波导集成构建的混合材料系统，可将光发射信号转变成表面等离子体激元模式来规避这些问题。然而，由增益介质的窄带宽导致的有限可调谐范围严重限制了混合材料系统在高密度和多波段光学器件中的应用。因此，发展具备宽增益可调的混合材料系统来实现具有高度限域输出的可调谐纳米激光器是十分必要的。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结，所述异质结包括作为介质光源的有机柔性微盘，和搭载于所述介质波导表面的金属纳米线；所述异质结形成以有机柔性微盘为主体，金属纳米线为枝节的复合结构。

本发明还提供上述有机柔性微盘/金属纳米线异质结的制备方法，所述方法是利用毛细作用力辅助的液相自组装，将有机柔性微盘和金属纳米线集成，所述方法包括如下步骤：

1)首先将聚合物均匀溶解于有机溶剂中；

2)然后加入水并且超声诱导所述聚合物团聚成独立乳液微球；

3)将金属纳米线分散于溶剂中，得到金属纳米线的分散体系；

4)向上述含有独立乳液微球的溶液中加入金属纳米线的分散体系，形成混合体系；

5)将上述混合体系滴注到基底上，然后在其上覆盖另一层基底，干燥，即制备得到所述有机柔性微盘/金属纳米线异质结。

本发明提供了一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结的应用，其可以用于实现超小尺寸高通量信息光源。

本发明提供了一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结的应用，其可以用于光电信息回路高通量信息处理，如波分复用器，光学路由器等。

本发明提供了一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结的应用，其可以用于高通量信息传感。

本发明的有益效果：

1.本发明提供了一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结，所述有机柔性微盘/金属纳米线异质结包括作为介质光源的有机柔性微盘，和搭载于所述介质波导表面的金属纳米线；所述异质结形成以有机介质光源为主体，金属纳米线为枝节的复合结构；所述有机柔性微盘中的有机柔性基质可掺杂多种有机激光染料，使其具备覆盖全可见光光谱的增益能力；同时，所述有机材料具有优异的机械加工性能，使有机材料可以加工成高质量的回音壁谐振腔并与金属微纳结构集成，有助于光子-表面等离子体激元耦合以实现宽带可调激光的亚波长输出。所述异质结实现了全可见光覆盖的激光亚波长输出，并且保持了微盘激光的相关属相(波长，偏振信息，高品质因子)；在制备得到具备良好掺杂柔性的异质结中同时添加多种激光染料，实现单一器件的多色激光亚波长输出，同时结合表面等离子体激元波导线的频率依赖损耗特点，可实现不同波长的激光亚波长调制输出。

2.本发明提供了一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结的制备方法，所述制备方法简单、易于操作，通过利用毛细作用力辅助的液相自组装方法制备得到的异质结能够将金属纳米线脱离基底，消除了基底诱导的传播损耗，极大提高了表面等离子体激元的传播性能。同时，有机柔性微盘腔体与金属纳米线的相切式耦合，更易实现光子与表面等离子体激元的波矢匹配，提高了光子与表面等离子体激元耦合效率。

3.本发明提供了一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结的应用，其可以用于实现超小尺寸高通量信息光源。

4.本发明提供了一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结的应用，其可以用于光电信息回路高通量信息处理，如波分复用器，光学路由器等。

5.本发明提供了一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结的应用，其可以用于高通量信息传感。

附图说明

图1为在本发明的一个优选实施方式中，所述激光染料在聚苯乙烯中的荧光光谱。

图2为在本发明的一个优选实施方式中，A为所述银纳米线的扫描电镜图；B为所述银纳米线端头的放大图。

图3为在本发明的一个优选实施方式中，所述有机柔性微盘/银纳米线异质结的制备过程流程图。

图4为在本发明的一个优选实施方式中，不同尺寸的有机柔性微盘/银纳米线异质结的扫描电镜图；A的尺寸为4μm；B的尺寸为10μm；C的尺寸为20μm。

图5为在本发明的一个优选实施方式中，所述添加有CNDPASDB的有机柔性微盘/银纳米线异质结的明场暗场图(图A)；从所述添加有CNDPASDB的有机柔性微盘边缘(O1,B)和银线端头(O2,C)采集的随着泵浦功率变化的光致发光光谱。

图6为在本发明的一个优选实施方式中，所述添加有trans-DPDSB的有机柔性微盘/银纳米线异质结的明场暗场图(图A)；从所述添加有trans-DPDSB的有机柔性微盘边缘(O2)采集的随着泵浦功率变化的光致发光光谱(图B)；添加有trans-DPDSB的有机柔性微盘的荧光强度相对于泵浦功率的变化关系(图C和D)。

图7为在本发明的一个优选实施方式中，所述添加有Coumarin-153的有机柔性微盘/银纳米线异质结的明场暗场图(图E)；从所述添加有Coumarin-153的有机柔性微盘边缘(O2)采集的随着泵浦功率变化的光致发光光谱(图F)；添加有Coumarin-153的有机柔性微盘的荧光强度相对于泵浦功率的变化关系(图G和H)。

图8为在本发明的一个优选实施方式中，所述添加有HMDMAC的有机柔性微盘/银纳米线异质结的明场暗场图(图I)；从所述添加有HMDMAC的有机柔性微盘边缘(O2)采集的随着泵浦功率变化的光致发光光谱(图J)；添加有HMDMAC的有机柔性微盘的荧光强度相对于泵浦功率的变化关系(图K和L)。

图9为在本发明的一个优选实施方式中，所述有机柔性微盘/银纳米线异质结的明场暗场照片(图A)，其中O1，O2，O3分别代表从微盘边缘和银线端头；标尺为5μm；从微盘边缘(O1)采集的随着泵浦功率变化的光致发光光谱(图B)；泵浦功率为3.6μJ cm^-2时，410-430nm和540-580nm处放大的光谱(图C)和(图D)；荧光强度(～417nm，蓝光，～552nm，红光)相对于泵浦功率的变化关系(图E)；从不同长度的银线端头(O2，O3)采集的随着泵浦功率变化的光致发光光谱(图F)和(图G)。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结及其制备方法和在激光性能中的应用。

发明人发现，有机材料具有优异的掺杂灵活性，可与各种激光染料配合使用，实现覆盖整个可见光谱的光学增益效果。此外，有机材料具有优异的机械柔性可与金属纳米结构集成，同时可制备成低阈值的有机回音壁模式微腔，如半球、各向同性球体和微盘等。在有机回音壁模式微腔中，光子可沿微腔/空气界面传播，从而形成了消逝波场，为有机回音壁模式激光等离子体输出提供有效的光子等离子体耦合。因此，有机柔性回音壁模式微腔很有希望与等离子体波导集成来实现具有高度局域输出的相干光源。更重要的是，在柔性微腔中掺杂具有很宽的增益带宽的各种激光染料，该等离子体输出波长可在整个可见光谱内进行调节。

金属纳米材料，特别是金属纳米线，其表面的导带电子能够与电磁场相互耦合形成表面等离子体激元(SPPs)，它可以打破衍射极限，实现光信号在亚波长尺度下传导，这在未来的集成光路方面具有重要的应用前景。但金属纳米材料具有较高的欧姆损耗，光信号的传导距离受到限制，使得全金属的集成光路难以实现。而将该有机回音壁模式微腔与金属纳米材料结合使用，可以实现全可见光覆盖的激光亚波长输出，及单一器件的多色激光亚波长输出。基于上述的思路，我们完成了本发明。

一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结，所述异质结包括作为介质光源的有机柔性微盘，和搭载于所述介质微盘表面的金属纳米线；所述异质结形成以有机柔性微盘为主体，金属纳米线为枝节的复合结构。

在本发明的一个优选实施方式中，所述异质结是利用毛细作用力辅助的液相自组装，将分散于液相中的金属纳米线搭载在有机柔性微盘表面，形成以有机介质微盘为主体，金属纳米线为枝节的复合结构。

在本发明的一个优选实施方式中，金属纳米线在有机柔性微盘中的搭载情况包括：金属纳米线的一端搭载在有机柔性微盘表面；或者金属纳米线的中间部分搭载在有机柔性微盘表面；或者金属纳米线整体搭载在有机柔性微盘表面；或者不同数量的金属纳米线搭载在有机柔性微盘表面。

在本发明的一个优选实施方式中，金属纳米线在有机柔性微盘表面呈随机状搭载，包括对称或不对称地搭载在有机柔性微盘表面。

在本发明的一个优选实施方式中，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。优选的，所述金属纳米线选自银、金、铝和铜等。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的金属纳米线的长度为10-30μm，优选为10-15μm，选用所述长度的金属纳米线是由于其传播损耗较小，传导效果更加明显。

在本发明的一个优选实施方式中，所述金属纳米线为晶体结构。

在本发明的一个优选实施方式中，所述有机柔性微盘的直径为1～50μm，优选为2～20μm。

在本发明的一个优选实施方式中，所述有机柔性微盘的腔体为0.5～3μm，优选为1～2μm。

在本发明的一个优选实施方式中，所述有机柔性微盘/金属纳米线异质结可实现可见光覆盖的激光亚波长输出，及单一器件的多色激光亚波长输出。

在本发明的一个优选实施方式中，所述有机柔性微盘/金属纳米线异质结中还包括增益介质。

在本发明的一个优选实施方式中，所述增益介质选自激光染料，例如寡聚苯乙烯类染料，香豆素类染料(如香豆素153，香豆素6)，罗丹明类染料(如罗丹明6G)，半花菁类染料等。

在本发明的一个优选实施方式中，所述激光染料选自具备离域π-共轭体系，与聚合物分子有强的π-π相互作用的激光染料，例如可以是式(1)所示的具有两个反式双键的2,5-二苯基-1,4-二苯乙烯基苯(trans-DPDSB)，式(2)所示的香豆素153(Coumarin-153)，式(3)所示的1,4-双(α-氰基-4-二苯基氨基苯乙烯基)-2,5-二苯基苯(CNDPASDB)，或式(4)所示的3-[4-(二甲基氨基)苯基]-1-(2-羟基-4-甲氧基苯基)-2-丙烯-1-酮(HMDMAC)中的一种或多种：

在本发明的一个优选实施方式中，所述掺杂有增益介质的有机柔性微盘/金属纳米线异质结的增益区间覆盖了整个可见光光谱范围，有助于实现全色激光的亚波长输出。

1)首先将聚合物均匀溶解于有机溶剂中；

在本发明的一个优选实施方式中，所述混合体系在干燥过程中，所述独立乳液微球在两个基底的缝隙中形成一个一个独立的微盘；所述金属纳米线在毛细管作用力下逐渐向独立的微盘靠近，即制备得到所述有机柔性微盘/金属纳米线异质结。

在本发明的一个优选实施方式中，在步骤1)中，所述聚合物选自聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚二甲基甲酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚芴、聚吡咯等易于成膜的聚合物。

在本发明的一个优选实施方式中，在步骤1)中，所述有机溶剂可以是二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯、氯仿、二氯甲烷、三氯甲烷等的一种或多种。优选的，所述有机溶剂是二甲基甲酰胺(DMF)。

在本发明的一个优选实施方式中，在步骤1)中，所述聚合物在有机溶液中的质量百分比浓度为10-50mg/mL。

在本发明的一个优选实施方式中，在步骤2)中，所述超声诱导的时间为60s；所述超声诱导的频率为40kHz。

在本发明的一个优选实施方式中，在步骤2)中，所述水和含有聚合物的有机溶剂的体积比为1～50μL/mL，优选为2～30μL/mL；选用所述体积比，可以制备得到尺寸更加均一的有机柔性微盘/金属纳米线异质结。

本发明中，通过改变水的加入量，控制谐振腔的尺寸，进而获得不同模式激光的亚波长输出信号。

在本发明的一个优选实施方式中，在步骤3)中，所述溶剂选自可分散金属纳米线的小分子溶剂。优选的，所述溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙酮等。

在本发明的一个优选实施方式中，在步骤3)中，所述金属纳米线分散体系的质量百分比浓度为0.0001～20％。优选的，浓度为0.001～18％，更优选为0.01～10％，还更优选0.1～5％；选用所述浓度的金属纳米线分散体系既能够保证制备得到异质结，同时避免金属纳米线在有机柔性微盘上过多而导致腔体缺陷的出现，保证了腔体具有高品质因子。

在本发明的一个优选实施方式中，在步骤4)中，所述含有独立乳液微球的溶液与加入的金属纳米线分散体系的体积比为1:1～8，优选的，体积比为1:1～4；更优选的，体积比为1:1.5～3；更优选的，体积比为1:2；通过改变二者的体积比，可控制单个异质结上承载的金属纳米线数目，进而控制信号输出端头数目。

在本发明的一个优选实施方式中，步骤5)中，所用基片为各种常用的基片，如玻璃基片、石英基片、硅基片、导电玻璃片、氟化镁(MgF₂)片、金属薄膜或增强反射镜均适用于本方法。

在本发明的一个优选实施方式中，步骤5)中，所述干燥是指待溶剂挥发完全。

在本发明的一个优选实施方式中，所述方法还可以包括：向步骤1)的体系中加入增益介质，得到混合溶液。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的增益介质选自激光染料等。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的增益介质的加入量是有机基底质量的0.5～10％，优选为1～5％，还优选为1～3％；所述增益介质的加入量能够提供足够的光学增益，同时还能避免染料的聚集淬灭行为。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，应理解，在阅读了本发明所记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。

在本发明的一个优选实施方式中，所述激光染料选自具备离域π-共轭体系，与聚合物分子有强的π-π相互作用的激光染料，例如可以是式(1)所示的trans-DPDSB，式(2)所示的Coumarin-153，式(3)所示的CNDPASDB，或式(4)所示的HMDMAC中的一种或多种。

由图1可知，所选染料分子都具备平面共轭结构，与聚苯乙烯分子的苯环结构有强相互作用，有利于掺入聚苯乙烯基质当中。同时，所选染料的增益范围覆盖了整个可见光范围，为实现全色亚波长输出提供了良好的增益基础。

在本发明的一个优选实施方式中，所述银纳米线是采用化学合成的银纳米线，所述银纳米线的合成过程为：向50毫升的三口烧瓶中加入10毫升的乙二醇，加装上回流冷却装置，升温到180摄氏度。从剩下两个瓶口以每分钟100微升的速度分别地逐滴加入PVP的乙二醇溶液和硝酸银的乙二醇溶液各6毫升，二者的浓度分别为0.6摩尔每升和0.1摩尔每升。滴加完毕反应2小时后，自然冷却。此时可以看到溶液由透明的无色变为深灰色。用乙醇清洗5次左右，即可得到银纳米线的乙醇分散液。

从图中可知，采用上述方法化学合成的银纳米线与微加工的多晶银波导相比，具有高结晶度和原子级光滑表面，这有助于降低表面等离子体激元传播损耗。更重要的是，金属银在可见光范围内无价带内电子跃迁。因此，化学合成的银纳米线可实现全可见光范围内光学信号的SPP输出传导。

在本发明的一个优选实施方式中，所述有机柔性微盘/银纳米线异质结的制备过程为：将聚苯乙烯溶解在DMF中配成浓度10mg/mL的溶液，将上述制备得到的银纳米线混于DMF中配成质量分数浓度2％的溶液；将10μL的超纯水加入到1mL上述的聚苯乙烯DMF溶液中后，立即对溶液进行频率40Hz超声30s，形成聚苯乙烯的乳浊液；取上述乳浊液5μL滴注在一块玻璃基底上，同时将银纳米线溶液10μL滴于同一基底上，与之前的滴注的乳浊液混合后，将另一块玻璃覆盖在原基底上形成一个空隙夹层，为异质结的组装提供了一个模板；随着DMF的不断挥发，毛细作用力诱导银纳米线与有机柔性微盘相互接触，使银纳米线部分嵌入到有机微盘表面；DMF挥发完全后，有机微盘更加固化，与银纳米线的连接处更加坚固，至此获得了有机柔性微盘/银纳米线异质结。

图3为在本发明的一个优选实施方式中所述有机柔性微盘/银纳米线异质结的制备过程流程图。

图4为在本发明的一个优选实施方式中不同尺寸的有机柔性微盘/银纳米线异质结的扫描电镜图；A的尺寸为4μm；B的尺寸为10μm；C的尺寸为20μm。

从图4中可以看出当滴入聚苯乙烯溶液(1mL)的水量为10、20、30μL时，有机柔性微盘的直径分别约为4μm(A图)、10μm(B图)、20μm(C图)。说明有机柔性微盘/银纳米线异质结的尺寸和形貌可以通过改变加入的水量来控制，这样可以有助于有效调控微纳激光的SPP输出。

在本发明的一个优选实施方式中，所述添加有增益成分的有机柔性微盘/银纳米线异质结的制备过程为：将聚苯乙烯溶解在DMF中配成浓度10mg/mL的溶液，并激光染料按照占聚苯乙烯质量分数1％添加到聚合物溶液中作为光学增益介质；将上述制备得到的银纳米线混于DMF中配成质量分数浓度2％的溶液；将10μL的超纯水加入到1mL上述的聚苯乙烯DMF溶液中后，立即对溶液进行超声处理，其超声频率为40Hz，超声时间为30s，形成聚苯乙烯的乳浊液；取上述乳浊液5μL滴注在一块玻璃基底上，同时将银纳米线溶液10μL滴于同一基底上，与之前的滴注的乳浊液混合后，将另一块玻璃覆盖在原基底上形成一个空隙夹层，为异质结的组装提供了一个模板；随着DMF的不断挥发，毛细作用力诱导银纳米线与有机柔性微盘相互接触，使银纳米线部分嵌入到有机微盘表面；DMF挥发完全后，有机微盘更加固化，与银纳米线的连接处更加坚固，至此获得了添加有激光染料的有机柔性微盘/银纳米线异质结。

在本发明的一个优选实施方式中，所述激光染料选自式(3)所示的CNDPASDB。

在图5(A)中，O1和O2分别代表从微盘边缘和银线端头，其标尺为5μm；在图5(B)和图5(C)中，从微盘边缘(O1,B)和银线端头(O2,C)采集的随着泵浦功率变化的光致发光光谱；插图为激光模式(579nm)的偏振信息。从图中可知，对掺杂CNDPASDB的有机柔性微盘/银纳米线异质结进行光学泵浦实验，相应的光学图谱证明了该有机柔性微盘/银纳米线异质结实现了回音壁模式激光亚波长输出，并且保持了微盘激光的相关属相(波长，偏振信息，高品质因子)。

在本发明的一个优选实施方式中，所述激光染料选自式(1)所示的trans-DPDSB。

由图6可知，添加有trans-DPDSB的有机柔性微盘/银纳米线异质结实现了全可见光覆盖的激光亚波长输出。

在本发明的一个优选实施方式中，所述激光染料选自式(2)所示的Coumarin-153。

由图7可知，添加有Coumarin-153的有机柔性微盘/银纳米线异质结实现了全可见光覆盖的激光亚波长输出。

在本发明的一个优选实施方式中，所述激光染料选自式(4)所示的HMDMAC。

由图8可知，添加有HMDMAC的有机柔性微盘/银纳米线异质结实现了全可见光覆盖的激光亚波长输出。

在本发明的一个优选实施方式中，制备得到同时添加trans-DPDSB和CNDPASDB激光染料的有机柔性微盘/银纳米线异质结；所述金属纳米线在有机柔性微盘表面呈随机状搭载，其可以对称或不对称地搭载在有机柔性微盘表面。

由图9可知，在制备得到有机柔性微盘/银纳米线异质结中同时添加trans-DPDSB和CNDPASDB激光染料，对掺杂相应的有机柔性微盘/银纳米线异质结进行光学泵浦实验，实现单一器件的多色激光亚波长输出，同时结合SPP波导线的频率依赖损耗特点，对不同波长的激光亚波长输出进行调制，实现了亚波长输出的光学路由应用。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种有机柔性微盘/金属纳米线异质结，其特征在于，所述异质结包括作为介质光源的有机柔性微盘，和搭载于所述介质微盘表面的金属纳米线；所述异质结形成以有机柔性微盘为主体，金属纳米线为枝节的复合结构。

2.根据权利要求1所述的异质结，其特征在于，所述异质结是利用毛细作用力辅助的液相自组装，将分散于液相中的金属纳米线搭载在有机柔性微盘表面，形成以有机介质微盘为主体，金属纳米线为枝节的复合结构。

3.根据权利要求1或2所述的异质结，其特征在于，金属纳米线在有机柔性微盘中的搭载情况包括：金属纳米线的一端搭载在有机柔性微盘表面；或者金属纳米线的中间部分搭载在有机柔性微盘表面；或者金属纳米线整体搭载在有机柔性微盘表面；或者不同数量的金属纳米线搭载在有机柔性微盘表面；

优选的，金属纳米线在有机柔性微盘表面呈随机状搭载，包括对称或不对称地搭载在有机柔性微盘表面。

4.根据权利要求1-3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；

优选的，所述金属纳米线选自银、金、铝和铜；

优选的，所述的金属纳米线的长度为10-30μm，优选为10-15μm；

优选的，所述金属纳米线为晶体结构；

优选的，所述有机柔性微盘的直径为1～50μm，优选为2～20μm；

优选的，所述有机柔性微盘的腔体为0.5～3μm，优选为1～2μm；

优选的，所述有机柔性微盘/金属纳米线异质结可实现可见光覆盖的激光亚波长输出，及单一器件的多色激光亚波长输出。

5.根据权利要求1-4所述的异质结，其特征在于，所述有机柔性微盘/金属纳米线异质结中还包括增益介质；

优选的，所述增益介质选自激光染料；

优选的，所述激光染料选自寡聚苯乙烯类染料，香豆素类染料(包括香豆素153，香豆素6)，罗丹明类染料(包括罗丹明6G)，半花菁类染料；

优选的，所述激光染料选自具备离域π-共轭体系，与聚合物分子有强的π-π相互作用的激光染料，包括式(1)所示的具有两个反式双键的2,5-二苯基-1,4-二苯乙烯基苯(trans-DPDSB)，式(2)所示的香豆素153(Coumarin-153)，式(3)所示的1,4-双(α-氰基-4-二苯基氨基苯乙烯基)-2,5-二苯基苯(CNDPASDB)，或式(4)所示的3-[4-(二甲基氨基)苯基]-1-(2-羟基-4-甲氧基苯基)-2-丙烯-1-酮(HMDMAC)中的一种或多种：

优选的，所述掺杂有增益介质的有机柔性微盘/金属纳米线异质结的增益区间覆盖了整个可见光光谱范围。

6.权利要求1-5所述的有机柔性微盘/金属纳米线异质结的制备方法，其特征在于，所述方法是利用毛细作用力辅助的液相自组装，将有机柔性微盘和金属纳米线集成，所述方法包括如下步骤：

1)首先将聚合物均匀溶解于有机溶剂中；

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合体系在干燥过程中，所述独立乳液微球在两个基底的缝隙中形成一个一个独立的微盘；所述金属纳米线在毛细管作用力下逐渐向独立的微盘靠近，即制备得到所述有机柔性微盘/金属纳米线异质结；

优选的，在步骤1)中，所述聚合物选自聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚二甲基甲酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚芴、聚吡咯；

优选的，在步骤1)中，所述有机溶剂选自二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯、氯仿、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或多种；

优选的，所述有机溶剂是二甲基甲酰胺(DMF)；

优选的，在步骤1)中，所述聚合物在有机溶液中的质量百分比浓度为10-50mg/mL；

优选的，在步骤2)中，所述超声诱导的时间为60s；所述超声诱导的频率为40kHz；

优选的，在步骤2)中，所述水和含有聚合物的有机溶剂的体积比为1～50μL/mL，优选为2～30μL/mL；

优选的，在步骤3)中，所述溶剂选自可分散金属纳米线的小分子溶剂；

优选的，所述溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙酮；

优选的，在步骤3)中，所述金属纳米线分散体系的质量百分比浓度为0.0001～20％；

优选的，浓度为0.001～18％，更优选为0.01～10％，还更优选0.1～5％；

优选的，在步骤4)中，所述含有独立乳液微球的溶液与加入的金属纳米线分散体系的体积比为1:1～8，优选的，体积比为1:1～4；更优选的，体积比为1:1.5～3；更优选的，体积比为1:2；

优选的，步骤5)中，所用基片为玻璃基片、石英基片、硅基片、导电玻璃片、氟化镁(MgF₂)片、金属薄膜或增强反射镜；

优选的，步骤5)中，所述干燥是指待溶剂挥发完全；

优选的，所述方法包括：向步骤1)的体系中加入增益介质，得到混合溶液；

优选的，所述的增益介质选自激光染料；

优选的，所述的增益介质的加入量是有机基底质量的0.5～10％，优选为1～5％，还优选为1～3％。

8.权利要求1-5所述的或权利要求6或7制备得到的有机柔性微盘/金属纳米线异质结的应用，其用于实现超小尺寸高通量信息光源。

9.权利要求1-5所述的或权利要求6或7制备得到的有机柔性微盘/金属纳米线异质结的应用，其用于光电信息回路高通量信息处理。

10.权利要求1-5所述的或权利要求6或7制备得到的有机柔性微盘/金属纳米线异质结的应用，其用于高通量信息传感。