[發明專利]一種四角雙錐陣列組成的雙光柵納米結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201910090081.1
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109581559B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 張昭宇;袁牧鋒;崔雨舟
• 申請（專利權）人: 香港中文大學（深圳）
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G03F1/80;G03F7/00;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 逯恒

1.一種四角雙錐陣列組成的雙光柵納米結構，其特征在于，包括多孔硅基底，以及多個光柵納米結構單元；

所述多孔硅基底包括安裝面，所述安裝面上陣列設置有多個用于安裝所述光柵納米結構單元的孔穴，所述孔穴的形狀為倒置的四角錐，四角錐的頂點朝向所述多孔硅基底的內部，四角錐的底面位于所述安裝面上；

所述光柵納米結構單元的材質為聚二甲基硅氧烷；多個所述光柵納米結構單元與多個所述孔穴一一對應，每個所述光柵納米結構單元的形狀均為四角雙錐，其包括上錐體和下錐體，所述下錐體埋入所述孔穴中，所述上錐體暴露于所述多孔硅基底之外。

2.根據權利要求1所述的四角雙錐陣列組成的雙光柵納米結構，其特征在于，所述光柵納米結構單元的高度為600~800 nm，所述光柵納米結構單元的底面為邊長150~250 nm的正方形。

3.一種如權利要求1~2任一項所述的四角雙錐陣列組成的雙光柵納米結構的制備方法，其特征在于，包括：

在一個多孔硅基底的安裝面上滴入聚二甲基硅氧烷，用另一個多孔硅基底進行覆蓋，將兩個多孔硅基底的孔穴對齊，成型得到多個所述光柵納米結構單元；

剝離兩個多孔硅基底中的任一個，得到四角雙錐陣列組成的雙光柵納米結構。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，成型得到多個所述光柵納米結構單元的條件為，50~70℃下加熱10~15 h。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述多孔硅基底的制備方法包括：

在硅基板的蝕刻面上沉積SiO₂掩蓋層，得到蝕刻樣品；

采用光刻腐蝕在所述蝕刻樣品的所述SiO₂掩蓋層上形成陣列分布的多個方形孔；

將光刻腐蝕后的所述蝕刻樣品浸泡在四甲基氫氧化銨溶液中，由所述方形孔處對所述硅基板進行各向異性濕法蝕刻，以在所述硅基板的所述蝕刻面上形成多個四角錐形的孔穴；

將各向異性濕法蝕刻后的所述蝕刻樣品表面殘余的所述SiO₂掩蓋層去除，得到所述多孔硅基底。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述方形孔的邊長為150~250 nm，間距為7~13 nm。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述四甲基氫氧化銨溶液的濃度為20wt%~30 wt%。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述蝕刻樣品在所述四甲基氫氧化銨溶液中浸泡的時長為5~10 min。

9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，在所述硅基板的蝕刻面上沉積SiO₂掩蓋層是采用等離子體增強化學氣相沉積法。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述SiO₂掩蓋層的厚度為80~150 nm。

11.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，對所述SiO₂掩蓋層進行光刻腐蝕的方法為：

在所述SiO₂掩蓋層表面涂布形成光刻膠層；

采用電子束光刻技術在所述光刻膠層上按照所述方形孔的位置刻畫圖案；

用電感耦合等離子體去除暴露的所述SiO₂掩蓋層；

用灰化器去除殘余的所述光刻膠層。