[发明专利]一种增强非对称传输的纳米薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及电磁波偏振态调控领域，具体涉及一种增强非对称传输的纳米薄膜及其制备方法，由多个相同的纳米单元按矩形周期阵列排布构成，纳米单元为方形体，纳米单元上设有一通孔，通孔由一矩形孔和四个相同的半圆孔组成。本发明是利用增强非对称传输的纳米薄膜设计实现高非对称传输，其信号分布在可见光波段利于信号的探测。并且，可以通过面积微调实现有效地增强非对称传输效果，成倍增强该结构的非对称传输效应，本发明的纳米薄膜在结构、制备方法上比现有的三层、两层金纳米薄膜更简单，制备更有优势，且应用范围及领域更广。

技术领域

本发明属于电磁波偏振态调控领域，具体涉及一种增强非对称传输的纳米薄膜及其制备方法。

背景技术

手性，是与其镜像不可重合的结构的特性。由于手性结构所具备的特性，不同偏振态的偏振光入射将产生不同的光学响应。非对称传输（Asymmetry Transmission,AT）便是其中一种对左旋偏振光和右旋偏振光具有不同转换效率的光学手性表征，也可以理解为同一种偏振光从结构正面和反面入射后的转换效率不同。这种特殊的光学特性，使得手性结构的研究在诸多领域有潜在应用，如生物监测、光学器件设计等领域。其中，非对称传输在光学器件设计中具有重要意义，可指导设计偏振和方向敏感分束器、偏振旋转器、偏振态选择等装置。手性结构及手性光学响应领域的飞速发展，更促使了实现高效非对称传输的手性结构的进一步研究，此研究具有重要的现实意义。

近年来，人造手性纳米材料的光学特性被广泛研究，并在光学、传感工程、化学催化和生物监测中展现出很高的应用潜能。其中，人造手性纳米材料的非对称传输的研究工作中出现了很多新颖的现象。对于现有的技术，研究者提出了通过多层结构用来实现圆偏振光、线偏振光的非对称传输效应，这种方法虽然能够实现效应，但结构复杂，不易制备。而简单的双层结构，虽然现有技术中也有平面单层结构实现圆偏振光的非对称传输效应，但仍未达到很强的效果，并且结构的非对称传输调控效率低，调控效果不明显。

发明内容

本发明的目的是通过设计单层手性结构，通过面积的微调大幅度改变非对称传输效应，并克服三层、双层金纳米薄膜结构方法复杂不利于制备的问题。

为此，本发明提供了一种增强非对称传输的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：

一种增强非对称传输的纳米薄膜，由多个相同的纳米单元按矩形周期阵列排布构成；

所述纳米单元为方形体；所述纳米单元上设有一通孔；所述通孔由一矩形孔和四个相同的半圆孔组成；所述四个半圆孔分布于矩形孔的外侧；所述每个半圆孔直径d分别与其所对应的矩形孔边重合。

进一步地，所述半圆孔直径d不大于所述矩形孔的短边长度w。

进一步地，所述矩形孔的长边X方向之间具有一夹角α；所述夹角α为0°～180°。

进一步地，所述纳米单元由贵金属材料制成。

进一步地，所述增强非对称传输的纳米薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、甩胶后烘:用甩胶机在基底上甩电子束负胶SU-8后，放置在热板上烘烤；

步骤二、曝光:对所述步骤一烘烤后的基底，用图形发生器设计所述增强非对称传输的纳米薄膜的结构图形，并用电子显微镜曝光图形，得到曝光后的基底；

步骤三、显定影后烘:室温条件下，将所述步骤二曝光后的基底先放入显影液中浸泡显影，再放入定影液中浸泡，最后放置在热板上烘烤；

步骤四、真空镀膜:将所述步骤三烘烤后的基底放入电子束真空蒸发镀膜机中，先抽真空，再依次蒸镀钛和贵金属，最后冷却10min～20min后取出；