[发明专利]具有超表面的钙钛矿天线及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有超表面的钙钛矿天线，包括从上至下层叠设置的钙钛矿层、金膜和基底。本发明还提供了一种具有超表面的钙钛矿天线的制备方法。本发明的有益效果是：利用金膜设计了在反射模式下工作的钙钛矿天线为基的超表面调控光束，钙钛矿天线在可见光范围内折射率高，能够在较小的厚度下实现在‑π~π的范围内调控光的相位，并进一步应用于异常反射，异常反射的效率较高，并且，钙钛矿天线便于制备。

技术领域

本发明涉及钙钛矿天线，尤其涉及一种具有超表面的钙钛矿天线及其制备方法。

背景技术

目前实现异常反射主要有两种方案：

一、是基于几何光学原理工作的传统光学器件可以通过反射，折射或衍射来实现对光的操控，例如透镜、波片等。然而，这种光学元件通常体积庞大，难以在集成化的微型系统中应用，由于光学元件自身的衍射极限限制了其在波长或亚波长尺寸上光与物质相互作用。

二、是随着纳米光子学和纳米光学领域不断的发展，基于不同材料的超表面广泛应用在多个领域。超表面通常厚度极小，是一种二维器件，通过改变其基本结构单元的形状与尺寸能够在亚波长尺寸下实现对光的调控，理论上能够改变光的振幅、相位、偏振以及色散。超表面能够在可见光，红外，太赫兹和微波频率等波段下工作。在表面等离子激元耦合器，偏振转换器，平面透镜，聚焦镜，波片，全息图和光子自旋控制器等各种光学器件的应用显示了前景和潜力，但仍有一些方面需要改善和提升。

基于不同材料的基本单元结构各异的超表面目前已经被广泛研究，对于超表面应用于异常反射也早有研究。通常来说，应用于异常反射的超表面有两种工作模式，即反射模式和透射模式。在透射模式下工作的超表面，需要使用透明的材料，而透明的材料通常在可见光区域的反射率很低，为了实现对光的相位在-π～π的范围的调控，需要超表面的厚度很大，导致超表面纵深比很大。而由于目前已有设备，难以制备高的纵深比的超表面，这就使得了超表面在透射模式下难以实现异常反射。

目前，在反射模式下工作的超表面主要是基于金属的等离子激元超表面。然而由于其内在损耗高，在可见光波段下工作时，超表面对于相位的转换效率在蓝光波段低于10％，异常反射效率很低，现象难以观测到。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种异常反射效率较高的具有超表面的钙钛矿天线及其制备方法。

本发明提供了一种具有超表面的钙钛矿天线，包括从上至下层叠设置的钙钛矿层、金膜和基底。

作为本发明的进一步改进，所述基底为二氧化硅琉璃片。

作为本发明的进一步改进，所述钙钛矿天线为梯台状。

本发明还提供了一种具有超表面的钙钛矿天线的制备方法，包括以下步骤：

S1、在基底上镀金膜；

S2、在金膜上制备钙钛矿膜；

S3、制备图案掩模；

S4、在掩模上制备钙钛矿天线。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，采用电子束蒸镀在二氧化硅琉璃片上镀金膜，在电子束蒸镀金膜之前，对二氧化硅琉璃片进行清洗。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，采用化学生长法制备钙钛矿薄膜。

作为本发明的进一步改进，将滴有上清液的金膜置于匀胶台上，取溴化铅溶于二甲基甲酰胺中的饱和溶液上清液50μl，垂直滴加在经过亲水处理的金膜上，匀胶台转速设置在3000r/s，维持10s，在第7秒时在距离金膜8-10cm处，施加0.2mpa气压的空气，将匀好的溴化铅薄膜样品静置20s，随后放置在匀胶台上，取40μl甲基溴化铵溶液滴加在溴化铅薄膜上，转速设置为3000r/s，维持30s，将匀好的薄膜置于恒温加热台上，100℃下加热40min，制得钙钛矿膜。