[發明專利]一種具有等離子體聚焦性能的折線型納米間隙及其制備方法

有效

• 申請號: 201811402242.8
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109292732B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 張剛;谷盼盼
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B1/00;B82Y40/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種具有等離子體聚焦性能的折線型納米間隙及其制備方法，屬于材料技術領域。本方法涉及到納米切割技術、物理氣相沉積技術、光刻技術、濕法刻蝕技術以及等離子體刻蝕技術。整個過程操作簡便，過程低耗清潔，可控性高。通過控制濕法刻蝕的時間和條件，可以制備不同尖端角度的納米折線；同時通過控制沉積間隔層的厚度，可以制備一系列不同尺寸的納米間隙；通過控制尖端角度和納米間隙的大小，從而實現不同程度的納米聚焦以及尖端與間隙的耦合作用。這種簡單、低成本、高效制備的納微結構，同時具備尖端和間隙兩種熱點，具有更強的電磁場增強性能，可以更好的運用到新型的光學器件和電學器件等實際應用中。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種具有等離子體聚焦性能的折線型納米間隙及其制備方法。

背景技術

等離子體納米天線吸引了眾多的注意力，因為它對電磁場的聚焦作用，可以在傳感器^[1]、成像^[2]、非線性光學^[3]、表面增強光譜^[4]等應用中發揮巨大的作用。當納微結構中含有尖端和間隙時，會使入射光的電場顯著增強，人們稱之為“熱點”^[5]。最近，人們發現同時具有尖端和間隙納微結構，具有較強電磁場增強性能，可以實現單分子的檢測^[6]。隨后，一些新型的同時具有尖端和間隙的納微結構被制備出來并且對其表面增強光譜及增強機理進行了研究^[7-9]。

但是簡單、低成本、大量制備同時具有尖端和間隙的納微結構還沒有實現。為滿足更多的實際應用，還需要開發一種新型的制備同時具有尖端和間隙納微結構的技術。其中一個特別的挑戰就是制備納微結構的簡單性、重復性和均一性。這種簡單、低成本、大量制備的納微結構，可以在傳感器、非線性光學、表面增強光譜等實際應用中發揮特殊的作用。

[1]N.Liu,M.L.Tang,M.Hentschel,H.Giessen and A.P.Alivisatos,Nat.Mater.2011,10,631.

[2]G.Deka,C.-K.Sun,K.Fujita and S.-W.Chu,Nanophotonics 2017,6,31.

[3]M.Kauranen and A.V.Zayats,Nat.Photonics 2012,6,737.

[4]Y.Lee,A.S.A.Kamal,M.Abasaki,Y.-L.Ho,Y.Takakura and J.-J.Delaunay,ACS photonics 2016,3,2405.

[5]X.Chen,N.C.Lindquist,D.J.Klemme,P.Nagpal,D.J.Norris and S.H.Oh,Nano Lett.2016,16,7849.

[6]M.Chirumamilla,A.Toma,A.Gopalakrishnan,G.Das,R.P.Zaccaria,R.Krahne,E.Rondanina,M.Leoncini,C.Liberale,F.De Angelis and E.Di Fabrizio,Adv.Mater.2014,26,2353.

[7]H.Choo,M.-K.Kim,M.Staffaroni,T.J.Seok,J.Bokor,S.Cabrini,P.J.Schuck,M.C.Wu and E.Yablonovitch,Nat.Photonics 2012,6,838.

[8]H.Choi,D.F.P.Pile,S.Nam,G.Bartal and X.Zhang,Opt.Express 2009,17,7519.

[9]J.Y.Suh,M.D.Huntington,C.H.Kim,W.Zhou,M.R.Wasielewski andT.W.Odom,Nano Lett.2012,12,269.