一种表面等离激元超材料的制备方法

    公开(公告)号:CN110629262A

    公开(公告)日:2019-12-31

    申请号:CN201910767482.6

    申请日:2019-08-20

    Applicant: 北京大学

    Inventor: 吴文刚 朱佳 黄允

    Abstract: 本发明提供一种表面等离激元超材料的制备方法,属于纳米光子学以及纳米加工技术领域。本发明采用电镀工艺,通过对旋涂光刻胶厚度的控制,实现对金属-介质-金属的中的中间介质层厚度的控制,而不同的介质层厚度可作为一种光学腔,并耦合表面等离激元,从而可实现不同的光学响应;同时利用金属的欧姆损耗来增强光学吸收,再结合表面等离激元的电磁能量局限效应,可实现光学近完美吸收(吸收率接近100%)以及高品质因子光学腔,本发明工艺方法简单、稳定并且廉价,可实现大面积加工。

    一种基于纳米银颗粒的表面增强拉曼散射衬底制备方法

    公开(公告)号:CN107322005A

    公开(公告)日:2017-11-07

    申请号:CN201710491808.8

    申请日:2017-06-20

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种廉价、绿色的纳米银颗粒化学合成方法,以及基于纳米银颗粒的表面拉曼增强活性衬底的制备方法。利用银镜反应中醛基还原银离子的原理,在室温下将微量的银氨络合物溶液加入一定浓度含醛基的化合物溶液中,使银离子充分反应被还原成银单质,并生成纳米银颗粒。本发明得到的纳米银颗粒大小均一(直径在35-38nm之间),且单分散性好。接着,将合成的纳米银颗粒溶液直接滴于玻璃片或者其他载体上(如硅片、有机聚合物薄膜)上,待溶液完全蒸干后,由于过量葡萄糖的存在,有效的抑制了液滴蒸干后的咖啡环效应,并为保护层防止纳米银颗粒被氧化,从而得到稳定性良好的表面拉增强活性衬底。

    一种偏振控制的表面等离激元双功能超表面及其设计和制备方法

    公开(公告)号:CN111045121B

    公开(公告)日:2021-04-30

    申请号:CN201911301090.7

    申请日:2019-12-17

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种偏振控制的表面等离激元双功能超表面及其设计和制备方法,所述超表面纵向采用采用金属‑介质‑金属三层结构,表面为梯形单元结构阵列,实现不同偏振态下光的振幅与相位的独立调控:可对x方向偏振光进行相位调控,实现偏转器功能;可对y方向偏振光进行振幅调控,实现结构色功能。该种双功能结构提高了超表面结构的集成度与调控多样性,偏转、结构色两种应用既相互独立又互为补充,两种功能的结合为防伪、生物组织双折射的测量、生物分子旋光度的测量提供了全新的解决方案。

    一种基于表面等离子体耦合结构的全息成像膜

    公开(公告)号:CN105824228A

    公开(公告)日:2016-08-03

    申请号:CN201610144405.1

    申请日:2016-03-15

    Applicant: 北京大学

    CPC classification number: G03H1/0005 B82Y40/00

    Abstract: 本发明公开了一种基于表面等离子体耦合结构的全息成像膜。采用电子束光刻,制备非对称的纳米结构层。该纳米加工技术采用Bosch工艺反应离子刻蚀工艺,利用SF6进行刻蚀,用C4F6生成聚合物,刻蚀钝化交替,其横向钻蚀形成扇贝状的侧壁形貌,最终获得介质纳米柱,在垂直于衬底方向沉积金属薄膜,获得“金属纳米结构?金属薄膜”耦合结构。该亚波长尺度耦合结构超材料在可见光光谱中表现出谐波共振和暗场激发等离子共振模式,产生多共振峰窄带共振,非对称的上层纳米结构使得反射阵列对不同入射场具有灵敏的色彩响应和高反射率,因此反射阵列能够应用于彩色全息成像的全息成像膜,可实时再现物体真实的三维图像的记录和再现,真正的空间成像、色彩鲜艳,对比度,清晰度高在商品展示、影视制作、艺术创作等领域有重要应用前景。

    一种纳米超材料全色域调色板

    公开(公告)号:CN105259600A

    公开(公告)日:2016-01-20

    申请号:CN201510582970.1

    申请日:2015-09-15

    Applicant: 北京大学

    CPC classification number: G02B5/008

    Abstract: 本发明公开了一种纳米超材料调色板及其制备方法。采用电子束光刻和反应离子刻蚀工艺,利用横向钻蚀效应在衬底上获得悬浮于介质层之上的亚波长尺度周期性结构阵列,在垂直于衬底方向沉积金属薄膜,形成金属纳米结构阵列-金属互补纳米结构阵列薄膜耦合结构。该亚波长尺度超材料在可见光光谱中表现出混合表面等离子共振模式,产生特殊的光学响应:多共振峰,FANO共振,角度依赖的光谱可调性,数十万倍的场增强,因此能够在结构单元获得连续可调的色彩。这种纳米超材料调色板能够产生CIE色品图中的全色域色彩,而且色彩像素缩小到一百至数百纳米。这项技术将在商品生产、高清显示、艺术创作、方位传感、光子密码及信息存储等领域有重要应用前景。

    一种表面等离激元超材料的制备方法

    公开(公告)号:CN110629262B

    公开(公告)日:2020-11-27

    申请号:CN201910767482.6

    申请日:2019-08-20

    Applicant: 北京大学

    Inventor: 吴文刚 朱佳 黄允

    Abstract: 本发明提供一种表面等离激元超材料的制备方法,属于纳米光子学以及纳米加工技术领域。本发明采用电镀工艺,通过对旋涂光刻胶厚度的控制,实现对金属‑介质‑金属的中的中间介质层厚度的控制,而不同的介质层厚度可作为一种光学腔,并耦合表面等离激元,从而可实现不同的光学响应;同时利用金属的欧姆损耗来增强光学吸收,再结合表面等离激元的电磁能量局限效应,可实现光学近完美吸收(吸收率接近100%)以及高品质因子光学腔,本发明工艺方法简单、稳定并且廉价,可实现大面积加工。

    一种偏振控制的表面等离激元双功能超表面及其设计和制备方法

    公开(公告)号:CN111045121A

    公开(公告)日:2020-04-21

    申请号:CN201911301090.7

    申请日:2019-12-17

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种偏振控制的表面等离激元双功能超表面及其设计和制备方法,所述超表面纵向采用采用金属-介质-金属三层结构,表面为梯形单元结构阵列,实现不同偏振态下光的振幅与相位的独立调控:可对x方向偏振光进行相位调控,实现偏转器功能;可对y方向偏振光进行振幅调控,实现结构色功能。该种双功能结构提高了超表面结构的集成度与调控多样性,偏转、结构色两种应用既相互独立又互为补充,两种功能的结合为防伪、生物组织双折射的测量、生物分子旋光度的测量提供了全新的解决方案。

    一种基于纳米银颗粒的表面增强拉曼散射衬底制备方法

    公开(公告)号:CN107322005B

    公开(公告)日:2019-12-13

    申请号:CN201710491808.8

    申请日:2017-06-20

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于纳米银颗粒的表面拉曼增强活性衬底的制备方法。利用银镜反应中醛基还原银离子的原理,在室温下将微量的银氨络合物溶液加入一定浓度含醛基的化合物溶液中,使银离子充分反应被还原成银单质,并生成纳米银颗粒,所述纳米银颗粒大小均一(直径在35‑38nm之间),且单分散性好。接着,将合成的纳米银颗粒溶液直接滴于玻璃片或者其他载体上(如硅片、有机聚合物薄膜)上,待溶液完全蒸干后,由于过量葡萄糖的存在,有效的抑制了液滴蒸干后的咖啡环效应,并为保护层防止纳米银颗粒被氧化,从而得到稳定性良好的表面拉增强活性衬底。

    一种基于表面等离子体耦合结构的全息成像膜

    公开(公告)号:CN105824228B

    公开(公告)日:2019-01-11

    申请号:CN201610144405.1

    申请日:2016-03-15

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于表面等离子体耦合结构的全息成像膜。采用电子束光刻,制备非对称的纳米结构层。该纳米加工技术采用Bosch工艺反应离子刻蚀工艺,利用SF6进行刻蚀,用C4F6生成聚合物,刻蚀钝化交替,其横向钻蚀形成扇贝状的侧壁形貌,最终获得介质纳米柱,在垂直于衬底方向沉积金属薄膜,获得“金属纳米结构‑金属薄膜”耦合结构。该亚波长尺度耦合结构超材料在可见光光谱中表现出谐波共振和暗场激发等离子共振模式,产生多共振峰窄带共振,非对称的上层纳米结构使得反射阵列对不同入射场具有灵敏的色彩响应和高反射率,因此反射阵列能够应用于彩色全息成像的全息成像膜,可实时再现物体真实的三维图像的记录和再现,真正的空间成像、色彩鲜艳,对比度,清晰度高在商品展示、影视制作、艺术创作等领域有重要应用前景。

    一种三维全金属微腔结构表面等离激元阵列加工方法

    公开(公告)号:CN109095435A

    公开(公告)日:2018-12-28

    申请号:CN201810870421.8

    申请日:2018-08-02

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种三维全金属微腔结构表面等离激元阵列加工方法。其主要步骤包括:衬底材料准备;在所述衬底上沉积金属铝;接着在铝膜上进行光刻形成图形化衬底;然后在已经图形化的衬底上沉积金属,并利用剥离工艺将光刻图形转化为金属图形;最后以图形化金属为掩模,用铝腐蚀液腐蚀铝膜,通过横向钻蚀形成三维腔体结构。上述步骤中,通过对光刻图形的设计、铝膜的厚度以及铝腐蚀液的腐蚀时间来对三维腔体结构的形状、高度、宽度进行调控。本发明所采用的湿法腐蚀工艺,工艺方法简单、稳定并且对材料的腐蚀选择性好,可实现大面积加工,并且可实现近完美吸收的光学特性,这将在光学器件以及生化传感方面有巨大的应用潜力。

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