Nanolaser basierend auf der Struktur der Oberflächenplasmon-Verstärkung durch stimulierte Emission (Surface plasmon amplification by stimulated emission of radiation, Spaser) sind ein wichtiger Weg zur Realisierung integrierter kohärenter Lichtquellen, die die Beugungsgrenze durchbrechen. In dieser Arbeit wurde eine hybride Wellenleiter-Oberflächenplasmon-Struktur basierend auf Glass/Ag/SiO₂/kolloidalen Quantenpunkten (CQDs) entworfen und hergestellt, wobei die Verstärkte spontane Emission (Amplified spontaneous emission, ASE) grüner ZnCdSe/ZnS Kern-Schale-Quantenpunkte in dieser Struktur untersucht wurde. Die Struktur unterstützt einen hochlokalisierten hybriden Wellenleiter-Oberflächenplasmon-Modus, wobei das optische Feld stark in einer ultradünnen (~15 nm) SiO₂-Zwischenschicht lokalisiert ist. Unter dem Einfluss des Purcell-Effekts verkürzt sich die Fluoreszenzlebensdauer der CQDs in der Spaser-Struktur im Vergleich zu rein CQD-Filmen deutlich und zeigt ein doppel-exponentielles Abklingverhalten. Unter optischer Pumpbedingung erreicht das Gerät eine TM-polarsierte ASE mit niedrigem Schwellenwert von 86 µJ∙cm⁻², einer linearen Polarisation von 0,91; die Divergenzwinkel sind vor und nach dem Schwellenwert deutlich reduziert. Diese Studie zeigt die Regelungen der Steuerung der ASE-Eigenschaften von CQDs durch den hybriden Wellenleiter-Oberflächenplasmon-Modus auf und bietet eine experimentelle Grundlage und physikalische Referenz für die Entwicklung von lösungsbasierten, polarisationskontrollierten integrierten Nanolichtquellen auf Chipbasis.

kolloidale Quantenpunkte; Oberflächenplasmon-Verstärkung durch stimulierte Emission; Oberflächenplasmonen; verstärkte spontane Emission