[發明專利]可調控的介質手性納米增強裝置及系統

有效

• 申請號: 202110773209.1
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113504184B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 王勇凱;董軍;王倩穎;李知多
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: G01N21/19
• 分類號: G01N21/19;G01N21/21;B82Y20/00;B82Y15/00
• 代理公司: 重慶萃智邦成專利代理事務所(普通合伙) 50231
• 代理人: 許攀

本申請涉及可調控的介質手性納米增強裝置及系統，具體而言，涉及手性裝置領域。本申請提供可調控的介質手性納米增強裝置，裝置包括：基底、介質層、二硫化物層和復合結構層；該光信號在該復合結構層與介質層中產生導模共振，并在金屬上表面產生表面產生表面等離極化激元共振，進而使得該二硫化物層的熱損耗和表面電流增強，從而增強該復合結構層的光學手性，最終實現對手性增強的目的；由于該第二納米棒、第三納米棒、第四納米棒和第五納米棒的材料為相變材料，溫度改變使得第二納米棒、第三納米棒、第四納米棒和第五納米棒的電導率的變化，從而引起本申請的裝置的折射率的變化，即本申請可以通過改變溫度，實現對CD信號的動態調控。

技術領域

本申請涉及手性裝置領域，具體而言，涉及一種可調控的介質手性納米增強裝置及系統。

背景技術

手性是指結構的幾何特性，即不能通過簡單的旋轉或平移而與其鏡像疊加。手性在自然界中廣泛存在，例如DNA和蛋白質。圓二色性是指手性材料由于折射率虛部的差異導致對左旋圓偏振光（LCP）和右旋圓偏振（RCP）光具有吸收或者透射差異。近年來人造手性納米結構因其具有天然手性材料所不能呈現的光學特性而被廣泛研究，如圓二色性（CD）、不對稱傳輸效應（AT）、負折射率等。CD光譜已經被用于手性傳感、選擇性熱輻射、手性成像等。

現有技術中，研究人員探索了基于金屬的局部表面等離極化激元(LSP)和表面等離極化激元（SPP）的手性增強納米結構。對于手性金屬納米系統，可以通過添加石墨烯產生雜化表面等離激元以增強CD信號，并且通過調節石墨烯的費米能級、電壓控制等方式可主動調控CD信號。然而手性金屬納米系統光學損耗較強，此外石墨烯的表面等離激元存在于太赫茲和中遠紅外頻率范圍內。

現有技術中的手性介質結構，在可見光波段對圓二色性的增強較弱，且無法動態調控CD信號。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述現有技術中的不足，提供一種可調控的介質手性納米增強裝置及系統，以解決現有技術中使得現有技術中的手性介質結構，在可見光波段對圓二色性的增強較弱，且無法動態調控CD信號的問題。

為實現上述目的，本發明實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本申請提供一種可調控的介質手性納米增強裝置，裝置包括：基底、介質層、二硫化物層和復合結構層；介質層設置在基底的一側，二硫化物層設置在介質層遠離基底的一側，復合結構層設置在二硫化物層遠離基底的一側，復合結構層包括多個納米結構部，每個納米結構部均包括第一納米棒、第二納米棒、第三納米棒、第四納米棒和第五納米棒，第二納米棒、第三納米棒、第四納米棒和第五納米棒均傾斜設置在第一納米棒的側壁上，且第二納米棒、第三納米棒、第四納米棒和第五納米棒中至少一個的材料為相變材料。

可選地，該納米結構部的平行于第一納米棒的軸向長度為460nm-500nm，納米結構部的垂直于第一納米棒的軸向長度為460nm-480nm。

可選地，該第二納米棒和第三納米棒同一點之間的距離為140nm-190nm。

可選地，該第四納米棒和第五納米棒同一點之間的距離為140nm-190nm。

可選地，該第二納米棒的長度與第三納米棒的長度不相等，第四納米棒的長度與第五納米棒的長度不相等。

可選地，該第二納米棒、第三納米棒、第四納米棒和第五納米棒與第一納米棒的側壁的夾角均為45度。

可選地，該二硫化物層的材料為MoS₂和/或WS₂。

可選地，該基底的材料為金和/或銀。

可選地，該第一納米棒的材料為高折射率材料。