[發明專利]一種多層組合的電磁調制結構及其制備方法

無效

• 申請號: 200910243580.6
• 申請日: 2009-12-29
• 公開（公告）號: CN102109685A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 夏曉翔;楊海方;顧長志;張異光
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01;G03F7/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

1.一種多層組合的人工電磁調制結構，其包括：

襯底材料層；

覆蓋在該襯底材料層上的最下層金屬亞波長單元陣列層；

依次疊加覆蓋于所述最下層金屬亞波長單元陣列層上的至少一層周期單元層；

每一層周期單元層均由一介質中間層與覆蓋于該介質中間層上的金屬亞波長單元陣列層組成；所述的介質中間層為絕緣材料層，其厚度為1nm到100mm。

2.按權利要求1所述的多層組合的人工電磁調制結構，其特征在于，還包括：覆蓋于最上層周期單元層的金屬亞波長陣列層上的一介質覆蓋層；所述的介質覆蓋層為絕緣材料層，其厚度為1nm到100mm。

3.按權利要求1所述的多層組合的人工電磁調制結構，其特征在于，所述襯底材料層為清潔平整的對待調制目標波長的電磁波的透過率不低于50％的材料層，所述待調制目標波長的電磁波的目標波長為10mm到200nm的任意波長或波長段。

4.按權利要求1所述的多層組合的人工電磁調制結構，其特征在于，所述的最下層金屬亞波長單元陣列層的金屬亞波長單元的形狀及各周期單元層中的金屬亞波長單元陣列層的金屬亞波長單元的形狀均為圓環形、方環形、橢圓環形、線條形、開口環形、U形，圓形、方形、橢圓形或上述形狀的任意組合；

所述圓環形的直徑、圓形的直徑、方環形的邊長、方形的邊長、橢圓形的長軸、橢圓形的短軸、橢環形的長軸、橢環形的短軸、線條形的長及組合圖形的幾何中心間距均在待調制目標波長的電磁波的目標波長的1/3-1/30之間。

5.按權利要求1所述的多層組合的人工電磁調制結構，其特征在于，相鄰的二個周期單元層中的金屬亞波長單元陣列層中的金屬亞波長單元陣列在襯底材料層上的投影重疊面積為70％-100％；或者

相鄰的二個周期單元層中的金屬亞波長單元陣列層中的金屬亞波長單元錯位0-1/2金屬亞波長單元；或者

相鄰的二個周期單元層中的金屬亞波長單元陣列層中的金屬亞波長單元旋轉0-180度。

6.按權利要求1所述的多層組合的人工電磁調制結構，其特征在于，所述最下層金屬亞波長單元陣列層中的相鄰金屬亞波長單元的間距和各周期單元層中的金屬亞波長單元陣列層中的相鄰金屬亞波長單元的間距均為零至待調制電磁波波長。

7.一種權利要求1所述的多層組合的電磁調制結構的制備方法，其制備步驟包括：

1)在襯底材料層1上涂覆光刻膠或電子抗蝕劑，通過光刻或電子束直寫方法制備出材質為光刻膠或電子抗蝕劑的第一單元結構陣列圖形，該材質為光刻膠或電子抗蝕劑的第一單元結構陣列圖形與多層組合的電磁調制結構中的最下層金屬亞波長單元陣列層中的金屬亞波長單元陣列圖形一致；并同時在該材質為光刻膠或電子抗蝕劑的第一單元結構陣列圖形附近制備出至少三個第一圖形對準標記；

2)在步驟1)中的材質為光刻膠或電子抗蝕劑的第一單元結構陣列圖形上沉積金屬，并溶脫剝離所述光刻膠或電子抗蝕劑，制備出覆蓋于襯底材料層上的最下層金屬亞波長單元陣列層2和至少三個第一圖形對準標記；

3)利用旋涂或薄膜沉積方法，在步驟2)的最下層金屬亞波長單元陣列層2上涂覆或沉積制備多層組合的電磁調制結構中的最下層周期單元層的介質中間層3；所述介質中間層為絕緣材料層，其厚度為1nm到100mm；

4)在步驟3)的介質中間層3上涂覆光刻膠或電子抗蝕劑，通過光刻或電子束直寫方法，在所述介質中間層3上制備一層材質為光刻膠或電子抗蝕劑的第二單元結構陣列圖形；或者在所述介質中間層上制備一層材質為光刻膠或電子抗蝕劑的第二單元結構陣列圖形和至少三個第二圖形對準標記；該材質為光刻膠或電子抗蝕劑的第二單元結構陣列圖形與多層組合的電磁調制結構中的最下層周期單元層中的金屬亞波長單元陣列圖形一致；

5)在步驟4)中的材質為光刻膠或電子抗蝕劑的第二單元結構陣列圖形上沉積金屬，并溶脫剝離所述光刻膠或電子抗蝕劑，制備出覆蓋于最下層周期單元層中的介質中間層上的金屬亞波長單元陣列層；或者制備出覆蓋于最下層周期單元層中的介質中間層上的金屬亞波長單元陣列層和至少三個第二圖形對準標記；

6)多次重復上述步驟3)至步驟5)，制得多層組合的電磁調制結構。