基于固态去润湿法制备微纳结构超表面及性能研究

发布时间：2024-03-23 12:57

　　超表面是一种厚度小于波长的平面周期结构阵列,可通过对电磁波振幅、相位、极化方式等多个自由度的调控来实现吸波表面、超透镜等多种功能,在国防、通信、医疗等多个领域有着重要的作用。作为超表面的重要组成部分——金属超表面因其局域化的表面等离子体共振在光学和光电子学领域引起了学者的广泛关注。而超表面的发展离不开各种微纳加工技术的进步,其中最简单的方法之一是基于惰性基底上薄膜的去润湿。近二十年来,对去润湿法制备微纳结构超表面的研究层出不穷,但是去润湿法得到的微纳结构尺寸大小大部分集中在纳米级,且对其位置分布的精确控制难度较大。本论文将模板化基底和Ge薄膜的分形晶化现象相结合,基于去润湿法工艺制备了Au微纳结构超表面,实现对微纳结构参数的有效控制,同时探究了其光学性能。包含主要工作如下:1.通过管式炉恒温退火对影响惰性基底(Si和SiO₂)上的Au薄膜去润湿过程的因素进行了研究讨论,包括基底种类、基底倾斜角度、薄膜厚度、退火温度和退火时间,同时对去润湿所形成的Au微纳颗粒阵列的光学性质进行测试和仿真验证。2.通过对不同凹坑深度的圆形凹坑阵列上50 nm Au薄膜的去润湿现象开展...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1左手超材料(LHM)样品的照片，其中LHM样品由方形铜分裂环谐振器和玻璃

绷Α６?螅琖alser教授在1999年首先提出了“超材料（metamaterial）”这个名字，并定义超材料是一种具有人造的、三维的周期单元结构的新型复合材料，旨在产生两个或两个以上对特定激励的反应的优化组合，而这种组合在自然界中无法获得的[2]。在Pendry教授的指导下，Sm....

图1-2“H”形反射聚焦透镜[7]

电子科技大学硕士学位论文2面取得了原创性成果。2016年3月，伴随着全国人大会议的召开，超材料正式上升为国家战略。随着超材料对电磁波的调控作用研究的进行，超材料渐渐地由最初的材料性质研究过渡到器件方向研究，但是由于超材料是一种复杂的三维立体结构，并且光波波段的超材料结构精细，制备....

图1-470℃下硅基片上4.9nm厚度的PS液膜薄膜的去润湿形态：(a)实验AFM图像；(b)仿真模拟[11]

电子科技大学硕士学位论文4过程。如图1-3所示，去润湿过程主要包括以下几个阶段：(1)首先，在热力学作用下，PS液膜表面出现了孔洞；(2)而后孔洞逐渐变大并相互碰撞连接在一起形成网状结构；(3)最后网状断裂形成小液滴。PS液膜去润湿后形成的结构与液膜的厚度和疏水层SiOx厚度都有....

图1-6石墨基片上Au三角形纳米结构去润湿的扫描电镜图[14]

电子科技大学硕士学位论文6图1-6石墨基片上Au三角形纳米结构去润湿的扫描电镜图[14]剑桥大学的A.L.Giermann通过热蒸发工艺在具有不同周期的倒金字塔形凹坑阵列的二氧化硅基片表面沉积了不同厚度的Au薄膜[15]，并放置在850℃环境中2小时来观察其去润湿现象，SEM观测....

本文编号：3935950