[发明专利]一种三维非对称金属-介质功能纳米阵列结构的制备方法在审
申请号: | 202111240171.8 | 申请日: | 2021-10-25 |
公开(公告)号: | CN114014258A | 公开(公告)日: | 2022-02-08 |
发明(设计)人: | 沈舒婷;高稔现;沈少鑫;杨志林 | 申请(专利权)人: | 厦门大学九江研究院 |
主分类号: | B81C1/00 | 分类号: | B81C1/00 |
代理公司: | 北京纽乐康知识产权代理事务所(普通合伙) 11210 | 代理人: | 张朝元 |
地址: | 332000 江西省九江市经济技术*** | 国省代码: | 江西;36 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 三维 对称 金属 介质 功能 纳米 阵列 结构 制备 方法 | ||
本发明公开了一种三维非对称金属‑介质功能纳米阵列结构的制备方法,该制备方法包括以下步骤:S1在样品硅片上制备聚苯乙烯小球阵列;S2刻蚀聚苯乙烯小球阵列;S3刻蚀样品硅片;S4倾斜镀金属膜;S5揭去聚苯乙烯小球。该制备方法能够解决现有纳米结构加工领域中三维结构难以大面积制备且制备流程复杂的问题,从而达到便于大面积制备,制备产品均匀性好、多参数可调,制备的结构有着显著的表面等离激元光放大及非线性增强效应,SHG信号相较于其对称结构的SHG信号增强可达五倍左右,并具有优异的偏振依赖特性,制备成本低廉,且采用硅片为样品基底,为未来运用于微电子行业产业化提供了可能的目的。
技术领域
本发明涉及微纳加工及先进光学功能材料设计技术领域,具体来说,涉及一种三维非对称金属-介质功能纳米阵列结构的制备方法。
背景技术
表面等离激元共振 (Surface Plasmon Resonance,SPR) 可极大增强金属表面的光电场,并将光场局域在纳米尺度内,故SPR已被广泛应用于新型光场调控、生物传感、增强光谱、纳米能源等领域,而高SPR活性纳米结构则是推动表面等离激元共振在这些领域持续发展的基础。
在材料的选择方面,与金、银等传统SPR材料不同,铝储备丰富、价格低廉且工作波段不受可见及近红外光谱范围的限制,是紫外波段功能纳米结构制备的重要候选材料;加之铝的物理和化学性质较为稳定,其表面形成的1-3 nm天然氧化物保护层可避免金属表面被进一步氧化和污染,使其成为在表面等离激元应用领域可大规模生产的首选金属。
在纳米阵列结构的设计方面,构造具有结构非对称性的高SPR活性金属铝纳米结构能够有效诱导和增强光学谐波(如二次谐波,Second Harmonic Generation, SHG)等非线性光频率转换效应,因而在纳米光源设计、量子信息处理、光子芯片设计等领域具有广阔的应用前景。因此设计并制备具有高SPR活性的三维非对称功能纳米阵列结构已成为了近期国内外科研人员关注的焦点。
目前非对称纳米阵列结构的制备主要技术包括电子束光刻(EBL)、聚焦离子束光刻(FIB)等加工工艺,其工艺成本高,制备面积小,因此寻求一种低成本、大面积高效制备三维非对称功能纳米阵列结构的加工工艺显得尤为重要。故而本发明的重点放在可低成本、大面积、高效制备三维非对称功能纳米阵列结构的加工工艺上。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题,本发明提出一种三维非对称金属-介质功能纳米阵列结构的制备方法,能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种三维非对称金属-介质功能纳米阵列结构的制备方法,包括以下步骤:
S1在样品硅片上制备聚苯乙烯小球阵列:
S11清洗硅片表面:将硅片浸入NH4、H2O2、H2O 的混合溶液中,在300℃下煮沸30分钟,并用超纯水和乙醇循环清洗三次后待用;
S12配制聚苯乙烯小球溶液:将单分散聚苯乙烯胶体球与铺展剂乙醇按照体积比1:1混合,超声处理使聚苯乙烯小球充分融入乙醇后,注入5mL注射器中待用;
S13将清洗好的样品硅片水平放置在直径为15 cm的培养皿的底部,将另一片硅片以45°的倾斜角度固定在培养皿的边缘,然后将超纯水缓慢的加入培养皿中,直到水位刚好没过倾斜硅片的中心位置;
S14将装有聚苯乙烯小球溶液的5mL注射器固定到注射泵上,调节支撑平台的高度使注射器的针尖刚好与倾斜硅片上沿相接,通过调节注射泵的注射速率让每一滴聚苯乙烯小球溶液通过倾斜硅片均匀的分散到水面上,当水面形成足够大小的单层聚苯乙烯小球薄膜时关闭注射泵;
S15随后以40 mL/min的速率排出培养皿中的水,直到单层聚苯乙烯小球薄膜刚好落在样品硅片上,待聚苯乙烯小球薄膜中的水分彻底蒸发之后,将带有聚苯乙烯小球阵列的样品硅片放到干燥的室温环境中待用;
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于厦门大学九江研究院,未经厦门大学九江研究院许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202111240171.8/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。