[发明专利]一种强吸收圆二色性的单层三折孔纳米薄膜及其制备方法

说明书

本发明具体涉及一种强吸收圆二色性的单层三折孔纳米薄膜及其制备方法，该单层三折孔纳米薄膜由多个相同的纳米单元上下、左右组合构成，且呈单层手性结构，纳米单元的横截面为正方形，所述纳米单元上开设有三折孔，三折孔具有手性特征，且三折孔的长度方向与正方形的边长平行。该单层三折孔纳米薄膜的制备方法，包括甩胶后烘、曝光、显定影后烘、真空镀膜、溶胶后吹干步骤，比现有的三层、两层纳米薄膜的制备方法更简单，且该单层三折孔纳米薄膜实现强吸收圆二色性，且信号分布在可见光波段，利于信号的探测。

技术领域

本发明属于电磁波偏振态调控领域，具体涉及一种强吸收圆二色性的单层三折孔纳米薄膜及其制备方法。

背景技术

手性特性是指该结构与其镜像对映体不可完全重合。手性结构具有的手性特征，使其在对不同偏振态的偏振光的光学响应中能产生诸多新奇的效果，例如非对称传输特性和圆二色性。吸收圆二色性(CircularDichroism.CD)是指结构对左旋偏振光和右旋偏振光具有不同的吸收率时所具有特性。

吸收圆二色性的公式为：CD＝A_--A₊，其中，A表示偏振光入射的吸收率，角标“-”表示左旋偏振光入射，角标“+”表示右旋偏振光入射。正是吸收圆二色性特性所产生的偏振态不等效吸收，使得手性结构可被用于诸多研究及应用领域。其中，吸收圆二色性在光学器件设计中具有重要应用前景，具有吸收圆二色性的手性结构设计，可指导偏振和方向敏感分束器、偏振态选择器等装置。手性结构及手性吸收圆二色性的光学响应应用的飞速发展，更促使了实现强吸收圆二色性的手性结构的探究。

近年来，手性金属纳米材料结构的光学特性由于金属表面产生的等离子激元而更加易于探测，因此受到了广泛关注，在光学、传感工程、化学催化和生物监测中都产生了诸多重要的工作，并发挥出了很大的作用和影响。其中，人造手性纳米结构的圆二色性的研究中出现了很多新颖的现象。对于现有的技术，研究者提出了诸多手性结构用来实现圆偏振光的透射圆二色性和吸收圆二色性。虽然能够实现效应，但效应信号不强，且结构复杂，不易制备。而简单的二层结构，虽然现有技术中也有单层手性结构实现圆偏振光的强吸收圆二色性效应，但效应仍未实现强的效果。

发明内容

本发明的目的是通过激发共振强电流，并增强金属内部电阻以增加热损耗，实现强吸收圆二色性，并克服三层、两层金纳米薄膜结构复杂而不利于制备的问题。

为此，本发明提供了一种强吸收圆二色性的单层三折孔纳米薄膜及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种强吸收圆二色性的单层三折孔纳米薄膜，该单层三折孔纳米薄膜由多个相同的纳米单元上下、左右组合构成，且呈单层手性结构；

所述纳米单元的横截面为正方形，所述纳米单元上开设有三折孔；

所述三折孔具有手性特征，且所述三折孔的长度方向与正方形的边长平行。

进一步地，上述纳米单元沿P_x、P_y方向的边长均为620nm，所述纳米单元的高度t为60nm～100nm。

进一步地，上述三折孔由一矩形孔、第一三角形孔、第二三角形孔、第三三角形孔和第四三角形孔组成；

所述第一三角形孔与第二三角形孔大小相同，所述第三三角形孔与第四三角形孔大小相同；

所述第三三角形孔和第四三角形孔的底边分别与矩形孔的两个宽边相切，且所述第三三角形孔和第四三角形孔的底边与矩形孔的宽边相等；

所述第一三角形孔和第二三角形孔的底边分别与矩形孔的两个长边相切，且第一三角形孔与第三三角形孔相邻，第二三角形孔与第四三角形孔相邻。