[發明專利]一種對1550nm波段手性光存在選擇性透過差異的空間扭轉三維納米結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202010835729.6
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN112068230B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 張雪峰;屠蕊;張鑒
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00;G03F7/00;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種對1550nm波段手性光存在選擇性透過差異的空間扭轉三維納米結構，其特征在于，所述三維納米結構為圓形，從下至上依次包括堆疊的金屬納米結構層（1）、絕緣層（2）和金屬納米結構層（1），所述金屬納米結構層為對稱設置的納米半圓陣列（4），所述納米半圓陣列之間設有間隙（3），所述上下金屬納米結構層間隙之間的夾角為55-65°。

2.根據權利要求1所述的一種對1550nm波段手性光存在選擇性透過差異的空間扭轉三維納米結構，其特征在于，所述三維納米結構的半徑為140-160nm；

所述間隙的寬度為45-55nm；

所述金屬納米結構層的厚度為50-60nm；

所述絕緣層的厚度為80-100nm。

3.根據權利要求1所述的一種對1550nm波段手性光存在選擇性透過差異的空間扭轉三維納米結構，其特征在于，所述金屬納米結構層從下至上依次為黏附層和金屬層；

所述黏附層的厚度為3-8nm，所述金屬層的厚度為45-55nm；

所述黏附層為Cr或Ti，所述金屬層為Au；

所述絕緣層為二氧化硅。

4.如權利要求1-3任一所述的一種對1550nm波段手性光存在選擇性透過差異的空間扭轉三維納米結構的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：

（1）涂膠：在二氧化硅襯底表面旋涂電子束光刻膠；

（2）曝光：在旋涂有電子束光刻膠的二氧化硅襯底上進行電子束曝光，曝光對稱納米半圓陣列，并做上套刻標記；

（3）顯影：用顯影液溶解除去受到曝光的電子束光刻膠，實現孔洞；

（4）金屬納米結構層沉積：在顯影后的二氧化硅襯底上依次進行黏附層和金屬層沉積；

（5）去膠：將沉積后的二氧化硅襯底浸沒于去膠溶劑中，剝離電子束光刻膠，得到金屬納米結構層；

（6）絕緣層沉積：在去膠后的二氧化硅襯底上進行絕緣膜沉積，得到絕緣層；

（7）涂膠：表面再次旋涂電子束光刻膠；

（8）曝光：對準套刻標記，在已有金屬納米結構層上曝光對稱設置的納米半圓陣列，同時將對稱設置的納米半圓陣列圍繞中心旋轉60°；

（9）顯影：用顯影液溶解除去受到曝光的電子束光刻膠；

（10）金屬納米結構層沉積：在顯影后的二氧化硅襯底上依次進行黏附層和金屬層沉積；

（11）去膠：將沉積后的二氧化硅襯底浸沒于去膠溶劑中，剝離電子束光刻膠，制備得到空間扭轉三維納米結構；

（12）封裝：將紫外固化光學膠滴加于空間扭轉三維納米結構表面，隨后進行紫外光固化封裝。

5.根據權利要求4所述的一種對1550nm波段手性光存在選擇性透過差異的空間扭轉三維納米結構的制備方法，其特征在于，所述電子束光刻膠為PMMA。

6.根據權利要求4所述的一種對1550nm波段手性光存在選擇性透過差異的空間扭轉三維納米結構的制備方法，其特征在于，所述曝光條件為20-30kV，90-110nC/cm²。

7.根據權利要求4所述的一種對1550nm波段手性光存在選擇性透過差異的空間扭轉三維納米結構的制備方法，其特征在于，所述沉積速率為0.45-0.55nm/s。

8.根據權利要求4所述的一種對1550nm波段手性光存在選擇性透過差異的空間扭轉三維納米結構的制備方法，其特征在于，所述去膠溶劑包括N-甲基吡咯烷酮或丙酮中的一種或兩種混合。

9.根據權利要求4所述的一種對1550nm波段手性光存在選擇性透過差異的空間扭轉三維納米結構的制備方法，其特征在于，所述絕緣層的折射率為1.38-1.46。

10.根據權利要求4所述的一種對1550nm波段手性光存在選擇性透過差異的空間扭轉三維納米結構的制備方法，其特征在于，所述紫外光固化能量為4-5J/cm²。