[發明專利]一種中紅外雙層納米金屬光柵及其制備方法

在審

• 申請號: 201710550964.7
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107290813A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 褚金奎;康維東;曾祥偉;張然;關樂;樊元義
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G03F7/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 閻昱辰,李洪福

1.一種中紅外雙層納米金屬光柵制備方法，其特征在于包括如下步驟：

—制作壓印模板，采用熱壓印工藝復制軟模板，將鎳硬模板上納米線柵結構轉移復制到軟模板上，得到與原鎳硬模板結構互補的納米線柵結構；

—提供一作為光柵基底的透紅外材料；

—采用滴膠旋涂方式在基底表面旋涂光柵壓印膠介質層；

—轉移納米圖案，采用紫外曝光納米壓印工藝，將前述軟模板壓印到壓印膠介質層，使納米線柵結構轉移到光柵壓印膠介質層上；

—利用垂直熱蒸鍍工藝在上述光柵壓印膠介質層納米線柵結構凸起和凹槽部位沉積金屬，完成中紅外雙層納米金屬光柵的制備。

2.根據權利要求1所述的一種中紅外雙層納米金屬光柵制備方法，其特征在于：所述光柵基底材料為在部分中紅外波長范圍內紅外透射效率≥70％的高阻硅基底材料。

3.根據權利要求1所述的一種中紅外雙層納米金屬光柵制備方法，其特征在于：所述壓印有納米線柵結構的光柵介質層為在中紅外波段紅外透射效率≥90％的壓印膠。

4.根據權利要求1所述的一種中紅外雙層納米金屬光柵制備方法，其特征在于：

所述軟模板復制步驟中，采用熱納米壓印工藝，壓印參數為：壓印溫度范圍155-185℃，壓印時間3-5min，壓力30-60bar。

5.根據權利要求2所述的一種中紅外雙層納米金屬光柵制備方法，其特征在于：所述的高阻硅基底在使用前經過雙面機械化學拋光，并一面改性；

改性采用氧等離子去膠機；

改性過程中工藝參數為：控制去膠機功率范圍40-60W，轟擊時間范圍1-2.5min，氧氣流量2sccm。

6.根據權利要求1所述的一種中紅外雙層納米金屬光柵制備方法，其特征在于：所述滴膠旋涂方式步驟中，在高阻硅改性一面旋涂壓印膠，低速500rpm旋轉5s，高速2000-4000rpm旋轉40-60s，旋涂壓印膠厚2-2.5μm，后烘溫度95℃，烘烤時間為4-8min。

7.根據權利要求1所述的一種中紅外雙層納米金屬光柵制備方法，其特征在于：所述轉移納米圖案步驟中采用紫外曝光納米壓印工藝，壓印參數為：壓印溫度65℃，壓印時間3-5min，壓力30-60bar，紫外曝光90-180s，所得線柵單元凸起、凹槽結構線寬均為100nm，周期200納米，側壁高度范圍為100-200nm。

8.根據權利要求1所述的一種中紅外雙層納米金屬光柵制備方法，其特征在于：沉積金屬步驟中采用熱蒸鍍工藝，蒸鍍參數為：蒸鍍電流56-60A，蒸鍍時間50s-2.5min，真空度10^-3Pa，所得金屬層厚度為30-90nm，金屬材料為鋁、金或銀。

9.一種中紅外雙層納米金屬光柵，其特征在于使用如權利要求1-8任一所述步驟制備得到；

得到的中紅外雙層納米金屬光柵具有：

三層結構，最下面的基底結構，中間光柵介質層結構和位于光柵介質層線柵結構凸起與凹槽部位的金屬層結構。

10.根據權利要求9所述的一種中紅外雙層納米金屬光柵，其特征還在于：所述中紅外雙層納米金屬光柵可在同一基底上一次制作具有六個不同方向的光柵單元，每個光柵單元為1.3×1.3mm，光柵結構分為上下兩排，上排分別為0°，60°、120°單元，下排為90°、150°、210°單元，上下兩排對應單元之間方向相差90°。