[发明专利]一种在柔性衬底上制备金属纳米结构的方法

说明书

本发明公开了一种在柔性衬底上制备金属纳米结构的方法。本发明的方法包括：在原始衬底上形成纳米结构；模板复制形成所述纳米结构的反结构的压印模板；在临时衬底上形成一定膜厚的水溶性材料；利用纳米压印在临时衬底上形成具有纳米结构的水溶性材料；在上述结构上蒸镀金属材料；撕掉纳米结构上的上层金属；刻蚀去除部分水溶性材料，从而露出下层金属；将柔性衬底贴合于露出的金属表面，然后去除水溶性材料和临时衬底，从而将金属纳米结构制备于柔性衬底表面。本发明采用模板进行纳米压印，所用的模板可以重复进行多次压印而不被损坏，因此具有低成本的优点，避免了在将纳米结构转移到柔性衬底过程中有机溶剂的使用，从而减小了结构的形变。

技术领域

本发明涉及一种纳米结构的制造方法，具体涉及一种在柔性衬底上制备金属纳米结构的方法。

背景技术

金属纳米结构作为表面等离激元的载体，可以突破光衍射极限的限制，在纳米尺度下实现对光的局域、传播和调制。近年来，基于表面等离激元的纳米结构器件，例如探测器、调制器、激光器、光开关等功能器件在理论上和实验上得到了广泛的研究。对于金属纳米结构而言，其几何形状、尺寸、材料以及所处的介电环境均可以影响表面等离激元特性，然而，通常该器件一旦被制备出来，其光学特性就随之固定下来，无法根据一些特殊需求展现出实时的动态调控特性。

基于此，研究者提出了一些特殊的方法从而实现表面等离激元的动态调控，如电调控，磁调控，光调控，温度调控。

目前已经有了一些在柔性衬底上制备金属纳米结构的方法，例如纳米漏字版印刷方法(Title:Flexible Plasmonics on Unconventional and Nonplanar Substrates,2011,volume23, page 4422,Advanced Materials)，纳米结构转移方法(Title:TunableMetasurface and Flat Optical Zoom Lens on a Stretchable Substrate,2016,volume16,page 2818,Nano Letters) 等。然而这些方法通常具有制备成本高，制作方法复杂，制备面积小等缺点。

发明内容

鉴于上述问题，本发明主要目的是提出一种在柔性衬底上制备金属纳米结构的方法，从而可以实现通过对柔性衬底的调控来达到对金属纳米结构表面等离激元特性动态调控的目的。

本发明基于模板压印法，提供一种低成本，可以大面积制备金属纳米结构的方法，用以实现在柔性衬底上形成金属纳米结构。

本发明提供的一种在柔性衬底上制备金属纳米结构的方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一，在干净的原始衬底上形成纳米结构。

所述纳米结构可以为聚合物材料的纳米结构或金属材料的纳米结构或其他材料的纳米结构。

可选的，形成纳米结构的方法可以为：首先在干净的原始衬底上旋涂光刻胶，然后利用激光全息技术形成光刻胶的纳米结构。

可选的，形成纳米结构的方法可以为：首先在干净的原始衬底上旋涂光刻胶，然后利用激光全息技术形成光刻胶的纳米结构，然后蒸镀金属和剥离光刻胶，从而在在干净的原始衬底上形成金属纳米结构。

可选的，形成纳米结构的方法可以为：首先在干净的原始衬底上旋涂电子胶，然后利用电子束曝光的方法形成电子胶的纳米结构。

可选的，形成纳米结构的方法可以为：首先在干净的原始衬底上旋涂电子胶，利用电子束曝光的方法形成电子胶的纳米结构，然后蒸镀金属和剥离电子胶，从而在干净的原始衬底上形成金属纳米结构。

优选的，所述原始衬底为表面平整的石英片或硅片。