[發明專利]金屬顆粒環狀結構體、被覆有絕緣材料的金屬顆粒環狀結構體以及組合物

有效

• 申請號: 201880055121.2
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN111065473B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 高野橋寬朗;中林亮;櫪下直矢
• 申請（專利權）人: 旭化成株式會社
• 主分類號: B22F1/16
• 分類號: B22F1/16;B22F1/054;B22F1/07;B82Y30/00;B82Y40/00;B82Y20/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李洋;褚瑤楊

本發明的目的在于提供一種能夠三維地作為超材料發揮功能的新型的金屬顆粒環狀結構體。本發明的金屬顆粒環狀結構體(C)的特征在于，其具備：由復數個顆粒連結而成的顆粒連結結構體構成的絕緣性支撐體(B)、和以環狀配置在該絕緣性支撐體(B)的周圍的復數個金屬顆粒(A)。

技術領域

本發明涉及金屬顆粒環狀結構體、被覆有絕緣材料的金屬顆粒環狀結構體以及組合物。

背景技術

近年來，提出了一種超材料，其是人為地以入射光的波長以下的結構形成金屬、電介質、磁性體等并人為地改變介質的介電常數或導磁率的材料。此處，“超材料”是對于包括光在內的電磁波顯示出自然界的物質所沒有的舉止的人工物質。例如，顯示出能夠沿顯示負折射率的方向彎曲光傳播方向的現有材質所無法實現的性質，被期待作為擴展了人為操縱光傳播的能力的物質，成為大力研究開發的對象。

上述超材料是大量集成了對包括光在內的電磁波做出響應的微米至納米級諧振器天線元件的人工物質，具有通過適當設計諧振器天線元件而能夠人為地操縱物質的光學特性的特性。

在典型的超材料中成為光等電磁波的傳播特性的基礎的是埋入介質中的大量的金屬微諧振器。該金屬微諧振器的大小是作為超材料發揮作用的電磁波的波長(下文中稱為“工作波長”)的1/4～1/10左右。例如，對于比微波短的工作波長，用于金屬微諧振器的微細結構的尺寸要求小至微米數量級或納米數量級。為了制作金屬微諧振器所需要的微細加工的難易度隨著所要求的微小程度而迅速提高，因此許多超材料的工作波長為毫米級微波或更長的波長區域。被證實的大多數超材料的實例也是這種波長范圍的超材料。

另外，田中等人通過數值計算表明，作為用于超材料的金屬微諧振器，開口環式(split-ring)諧振器結構(下文中稱為“SRR結構”)作為超材料的基本諧振器結構是有效的(例如參見非專利文獻1)。該SRR結構例如由在圓環狀的導電路徑上設有切口之類的間隙或裂口部的導電體形成。在實際的超材料中欲證實基于其計算結果的見解時，SRR結構的制作方法卻成為問題。

作為包括SRR結構的制作方法在內的超材料的微細加工技術，存在自上而下的方法和自下而上的方法。

自上而下的方法是指下述方法：如光刻法等那樣，人精密地控制以曝光圖案為代表的全部工藝，從而以高精度加工微細的結構。作為自上而下的方法，提出并證實了反復進行抗蝕劑涂布、電子射線描繪、金屬薄膜蒸鍍、剝離等一系列工序的方法(例如參見非專利文獻2)。

另一方面，自下而上的方法是指下述方法：如水分子聚集而形成雪晶、或者生物的身體由自身形成那樣，利用物質的特性以自組織的方式形成樣子。盡管成本低且能夠大量且高速地加工，但精度、加工形狀的自由度存在限制。作為使用自下而上的方法制作超材料結構的方法，提出了利用下述現象的方法：對分散于流體中的微粒施加外部磁場，由此形成各種規則結構。若制成使芯部件為順磁性或鐵磁性體、周邊部件為小于芯部件的反磁性的物體，則形成在芯部件的赤道附近排列若干周邊部件的微小的結構體。使該結構體作為上述用于超材料的微諧振器發揮功能(例如參見專利文獻1)。

另外，還提出了對自上而下的方法與自下而上的方法進行了結合的方法。在硅基板上將聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)抗蝕劑材料進行電子射線描繪，形成圖案。接著，在該基板上真空蒸鍍金屬的薄膜，將剩余的PMMA膜去除，由此形成金屬的帶結構。接著，通過干蝕刻僅削去基板的硅，則金屬帶彎曲，形成垂直地獨立于硅基板表面的環結構。使該環結構作為構成超材料的一種諧振器天線發揮功能(例如參見非專利文獻3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-005044號公報

非專利文獻