[发明专利]一种调控非对称透射的单层矩形孔金纳米薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种调控非对称透射的单层矩形孔金纳米薄膜及其制备方法，由多个相同的金纳米单元拼接而成，金纳米单元用于实现光的非对称透射，金纳米单元为长方体，金纳米单元上设有矩形孔，金纳米单元包括金薄膜及防止金薄膜脱落的钛薄膜，金薄膜设置在钛薄膜的上方。本发明可以通过调整角度和周期来更加有效调控该单层矩形孔金纳米薄膜的非对称透射效应，并且，本发明是利用单层的矩形孔金纳米薄膜实现了非对称透射，其透射信号分布在可见光、近红外等波段，更利于信号的探测；本发明的单层矩形孔金纳米薄膜在结构、制备方法上比现有的三层、两层金纳米薄膜更简单，实际应用范围更广。

技术领域

本发明属于电磁波偏振态调控领域，具体涉及一种调控非对称透射的单层矩形孔金纳米薄膜及其制备方法。

背景技术

非对称传输(Asymmetric Transmission，AT)是指传输媒介对沿不同传播方向上的电磁波表现出不同的传输性能，因为其独特的光学特性，在许多领域有潜在应用，例如设计偏振变换器、电磁、偏振旋转器、隔离器和循环器装置。随着微波通讯、光通讯等领域的飞速发展，一些特定场合对实现非对称传输的电磁器件有着越来越大的需求。因此，对不同类型非对称传输器件的设计与实现的研究，具有很重要的现实意义。

由于传统的非互易材料或器件实现非对称传输会给系统的小型化和集成带来了阻碍吸引着科研工作者不断研究探索。近年来，由于人工电磁材料具有很多新奇的电磁特性，用人工电磁材料替代传统非互易器件实现非对称传输性能，已经成为一项重要课题，并取得了一定的研究成果。

近来，研究者提出了许多三层和二层金属纳米结构，用线偏振或圆偏振照射以此来实现非对称传输。尤其是在圆偏振光照射下，实现非对称传输的双层特异材料，包括微波和太赫兹(THz)手性结构和一般各向异性二维结构。

对二层或多层的金纳米材料而言，通过改变其结构尺寸、对称性、纳米结构的取向等来增强非对称透射效应。这些结构的增强AT来源于电偶极子和磁偶极子之间强烈的相互共振作用。

除此之外，这些二层、三层金纳米结构方法较复杂，，所以不利于制备及应用。

发明内容

本发明的目的是克服三层、两层金纳米薄膜结构方法复杂，不利于制备的问题。

为此，本发明提供了一种调控非对称透射的单层矩形孔金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：

一种调控非对称透射的单层矩形孔金纳米薄膜，由多个相同的金纳米单元拼接而成，所述金纳米单元用于实现光的非对称透射，所述金纳米单元为长方体，所述金纳米单元上设有矩形孔，所述金纳米单元包括金薄膜及防止金薄膜脱落的钛薄膜，所述金薄膜设置在所述钛薄膜的上方。

上述的一种调控非对称透射的单层矩形孔金纳米薄膜，所述金纳米单元P_x、P_y方向的边长为520nm～680nm，所述金纳米单元的高度t为80nm～120nm。

上述的一种调控非对称透射的单层矩形孔金纳米薄膜，所述矩形孔的长度l为460nm～540nm，所述矩形孔的宽度w为160nm～240nm。

上述的一种调控非对称透射的单层矩形孔金纳米薄膜，所述矩形孔长度方向与所述金纳米单元边长方向之间的夹角为0°～180°。

本发明还公开了上述单层矩形孔金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，用图形发生器设计如权利要求1-4任一项所述单层矩形孔金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；