一种对1550nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转三维纳米结构及其制备方法   0    0

本发明公开了一种对1550 nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转三维纳米结构及其制备方法，涉及微纳加工技术领域，所述三维纳米结构为圆形，从下至上依次包括堆叠的金属纳米结构层、绝缘层和金属纳米结构层，所述金属纳米结构层为对称设置的纳米半圆阵列，所述纳米半圆阵列之间设有间隙，所述上下金属纳米结构层间隙之间的夹角为60°；本发明空间扭转三维纳米结构在1550 nm波段这一重要的光通讯波段实现了手性光的差异性响应，对手性光的的透过率差异大，且通过调节绝缘层折射率可以实现差异性响应波段的调节。

1.一种对1550nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转三维纳米结构，其特征在于，所述三维纳米结构为圆形，从下至上依次包括堆叠的金属纳米结构层（1）、绝缘层（2）和金属纳米结构层（1），所述金属纳米结构层为对称设置的纳米半圆阵列（4），所述纳米半圆阵列之间设有间隙（3），所述上下金属纳米结构层间隙之间的夹角为55‑65°。

2.根据权利要求1所述的一种对1550nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转三维纳米结构，其特征在于，所述三维纳米结构的半径为140‑160nm；
所述间隙的宽度为45‑55nm；
所述金属纳米结构层的厚度为50‑60nm；
所述绝缘层的厚度为80‑100nm。

3.根据权利要求1所述的一种对1550nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转三维纳米结构，其特征在于，所述金属纳米结构层从下至上依次为黏附层和金属层；
所述黏附层的厚度为3‑8nm，所述金属层的厚度为45‑55nm；
所述黏附层为Cr或Ti，所述金属层为Au；
所述绝缘层为二氧化硅。

4.如权利要求1‑3任一所述的一种对1550nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转三维纳米结构的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
（1）涂胶：在二氧化硅衬底表面旋涂电子束光刻胶；
（2）曝光：在旋涂有电子束光刻胶的二氧化硅衬底上进行电子束曝光，曝光对称纳米半圆阵列，并做上套刻标记；
（3）显影：用显影液溶解除去受到曝光的电子束光刻胶，实现孔洞；
（4）金属纳米结构层沉积：在显影后的二氧化硅衬底上依次进行黏附层和金属层沉积；
（5）去胶：将沉积后的二氧化硅衬底浸没于去胶溶剂中，剥离电子束光刻胶，得到金属纳米结构层；
（6）绝缘层沉积：在去胶后的二氧化硅衬底上进行绝缘膜沉积，得到绝缘层；
（7）涂胶：表面再次旋涂电子束光刻胶；
（8）曝光：对准套刻标记，在已有金属纳米结构层上曝光对称设置的纳米半圆阵列，同时将对称设置的纳米半圆阵列围绕中心旋转60°；
（9）显影：用显影液溶解除去受到曝光的电子束光刻胶；
（10）金属纳米结构层沉积：在显影后的二氧化硅衬底上依次进行黏附层和金属层沉积；
（11）去胶：将沉积后的二氧化硅衬底浸没于去胶溶剂中，剥离电子束光刻胶，制备得到空间扭转三维纳米结构；
（12）封装：将紫外固化光学胶滴加于空间扭转三维纳米结构表面，随后进行紫外光固化封装。

5.根据权利要求4所述的一种对1550nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转三维纳米结构的制备方法，其特征在于，所述电子束光刻胶为PMMA。

6.根据权利要求4所述的一种对1550nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转三
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维纳米结构的制备方法，其特征在于，所述曝光条件为20‑30kV，90‑110nC/cm。

7.根据权利要求4所述的一种对1550nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转三维纳米结构的制备方法，其特征在于，所述沉积速率为0.45‑0.55nm/s。

8.根据权利要求4所述的一种对1550nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转三维纳米结构的制备方法，其特征在于，所述去胶溶剂包括N‑甲基吡咯烷酮或丙酮中的一种或两种混合。

9.根据权利要求4所述的一种对1550nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转三维纳米结构的制备方法，其特征在于，所述绝缘层的折射率为1.38‑1.46。

10.根据权利要求4所述的一种对1550nm波段手性光存在选择性透过差异的空间扭转
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三维纳米结构的制备方法，其特征在于，所述紫外光固化能量为4‑5J/cm。