[發(fā)明專利]一種反射式等離子體納米結(jié)構(gòu)光開關(guān)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611151305.8
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN106773146B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何金娜;萬明理;孫小軍;張曉朋;李勇;周豐群
• 申請（專利權(quán)）人: 平頂山學(xué)院
• 主分類號(hào): G02F1/03
• 分類號(hào): G02F1/03;G02F1/01;B82Y20/00
• 代理公司: 洛陽公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 狄干強(qiáng)

1.一種反射式等離子體納米結(jié)構(gòu)光開關(guān)，包括用于改變?nèi)肷涔馄穹较虻钠裾{(diào)制器件（4）和等離子體納米結(jié)構(gòu)（5），其特征在于：所述等離子體納米結(jié)構(gòu)（5）包括底層的金屬薄膜（1）、中間層的電介質(zhì)薄膜（2）和分布在電介質(zhì)薄膜（2）上表面的若干金屬納米環(huán)（301），且金屬納米環(huán)（301）對(duì)稱分布并形成周期排布的金屬納米環(huán)陣列（3），所述金屬納米環(huán)陣列（3）在一個(gè)方向上的排列周期為金屬納米環(huán)（301）共振波長的0.92~0.97倍，而在與該方向垂直的另外一個(gè)方向上的排列周期小于等于金屬納米環(huán)（301）共振波長的0.8倍或大于等于金屬納米環(huán)（301）共振波長的1.15倍。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反射式等離子體納米結(jié)構(gòu)光開關(guān)，其特征在于：所述金屬薄膜（1）的材質(zhì)為金、銀或銅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反射式等離子體納米結(jié)構(gòu)光開關(guān)，其特征在于：所述電介質(zhì)薄膜（2）的材質(zhì)為二氧化硅、氧化鋁或氧化鎂。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反射式等離子體納米結(jié)構(gòu)光開關(guān)，其特征在于：所述金屬納米環(huán)（301）的內(nèi)徑為80nm，壁厚為40nm，金屬納米環(huán)（301）在相互垂直的兩個(gè)方向的周期分別為900nm和1250nm，金屬納米環(huán)陣列（3）的厚度為40nm，電介質(zhì)薄膜（2）的厚度為60nm，金屬薄膜（1）的厚度為200nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反射式等離子體納米結(jié)構(gòu)光開關(guān)，其特征在于：所述用于改變?nèi)肷涔馄穹较虻钠裾{(diào)制器件（4）為普克爾斯盒、TN液晶盒、法拉第盒或克爾盒。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反射式等離子體納米結(jié)構(gòu)光開關(guān)的制備方法，首先制備等離子體納米結(jié)構(gòu)（5），然后將其與用于改變?nèi)肷涔馄穹较虻钠裾{(diào)制器件（4）組合即得到產(chǎn)品，其特征在于，所述等離子體納米結(jié)構(gòu)（5）的制備方法為：取一基底層，并在基底層上依次沉積一層金屬薄膜（1）和一層電介質(zhì)薄膜（2），然后在電介質(zhì)薄膜（2）上利用電子束刻蝕方法制備出金屬納米環(huán)陣列（3），即得到等離子體納米結(jié)構(gòu)（5）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種反射式等離子體納米結(jié)構(gòu)光開關(guān)的制備方法，其特征在于：所述金屬薄膜（1）和電介質(zhì)薄膜（2）采用物理氣相沉積法制備。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種反射式等離子體納米結(jié)構(gòu)光開關(guān)的制備方法，其特征在于，所述利用電子束刻蝕方法制備出金屬納米環(huán)陣列（3）的具體操作為：

1）在電介質(zhì)薄膜（2）的上表面旋涂PMMA，以形成一層電子抗蝕劑層；

2）在電子抗蝕劑表面旋涂導(dǎo)電液后，利用電子束刻蝕出所需的納米環(huán)結(jié)構(gòu)陣列圖案，除去導(dǎo)電液，得到圖案化的電子抗蝕劑；

3）以圖案化的電子抗蝕劑為掩膜版，在其上沉積一層金屬薄膜；

4）除去電子抗蝕劑，從而使沉積的金屬薄膜變?yōu)榻饘偌{米環(huán)陣列（3）。