[发明专利]一种宽带红外吸波结构材料及其制备方法

说明书

本发明属于红外超材料领域，更具体的，涉及一种宽带红外吸波结构材料及其制备方法，可应用于中红外发射率调制，中红外热辐射探测伪装，中红外多频谱点阵成像等多个领域。本发明所提供的宽带红外吸波结构材料设计简单，通过改变纳米头大小，直接的构建不同波长下的共振模式，实现吸收带宽可控的宽带吸收性能，吸收率高；本发明所提供的宽带红外吸波结构材料可大面积生产，不需要使用光刻技术，制备工艺简单，成本低。

技术领域

本发明属于红外超材料领域，更具体的，涉及一种宽带红外吸波结构材料及其制备方法，可应用于中红外发射率调制，中红外热辐射探测伪装，中红外多频谱点阵成像等多个领域。

背景技术

传统红外吸波结构材料是基于一种单一尺寸电磁谐振结构或者基于两种及以上不同尺寸的复杂电磁谐振结构的周期性结构材料；单一尺寸电磁谐振结构产生的是单一频段的窄带共振吸收，两种及以上不同尺寸的复杂电磁谐振结构产生的是两个及以上分立频段的共振吸收。

在宽带红外吸波结构材料方面，主要采用两种及以上不同尺寸的复杂电磁谐振结构，这种结构材料通常使用光刻工艺，导致制备工艺复杂、不可大面积生产，制备成本高。传统宽带红外吸波结构材料的另外一个局限是，一旦结构确定后，其吸波性能也就确定了，吸波带宽不可调。

因此，现有技术所公开的宽带红外吸波结构材料存在制备成本高、不可大面积生产，吸波带宽不可调等缺点。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种制备成本低、可大面积生产和吸波带宽可调的宽带红外吸波结构材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种宽带红外吸波结构材料，由下至上包括Al金属层、Al金属层上面的金属纳米线阵列以及每个纳米线上层的球形纳米线头；所述Al金属层的厚度大于等于5mm；所述纳米线直径为40～90nm；每个纳米线与相邻最近的纳米线的几何中心距为90～110nm；纳米线长度为400～1000nm，纳米线头的直径为100～300nm，相邻的n个纳米线的纳米线头相连接。

在1≤n≤6时宽带红外吸波结构材料具备更好的宽带吸波性能，宽带吸收率高。

金属纳米线及纳米线头的材料为银、金、锌、钴、铂或镍。

上述宽带红外吸波结构材料的制备方法，包括如下步骤：

1、在单通多孔氧化铝模板上生长一层金属薄膜；单通多孔氧化铝模板的底层金属Al的厚度大于等于5mm，单通多孔氧化模板上的纳米孔的孔径为40～90nm，孔间距为90～110nm、孔深度为400～1000nm；金属薄膜生长的厚度高于纳米孔深度100～300nm；

步骤2、将生长完金属薄膜的单通多孔氧化铝模板置于质量浓度为5％～15％的磷酸溶液中浸泡0.5h～2h后用去离子水冲洗3～5分钟，将冲洗后的样品吹干水分，得到目标宽带红外吸波结构材料。

本发明的有益效果：

本发明所提供的宽带红外吸波结构材料设计简单，通过改变纳米头大小，直接的构建不同波长下的共振模式，实现吸收带宽可控的宽带吸收性能，吸收率高；本发明所提供的宽带红外吸波结构材料可大面积生产，不需要使用光刻技术，制备工艺简单，成本低。

附图说明

图1为宽带吸波结构材料的结构示意图；

图2为宽带吸波结构材料在扫描电子显微镜下的形貌图；

图3为实施例1提供的宽带红外吸波结构材料的吸收率测试图；

图4为实施例2提供的宽带红外吸波结构材料的吸收率测试图；

图5为实施例3提供的宽带红外吸波结构材料的吸收率测试图。

具体实施方式