[发明专利]一种中红外双层纳米金属光栅及其制备方法

权利要求书

1.一种中红外双层纳米金属光栅制备方法，其特征在于包括如下步骤：

—制作压印模板，采用热压印工艺复制软模板，将镍硬模板上纳米线栅结构转移复制到软模板上，得到与原镍硬模板结构互补的纳米线栅结构；

—提供一作为光栅基底的透红外材料；

—采用滴胶旋涂方式在基底表面旋涂光栅压印胶介质层；

—转移纳米图案，采用紫外曝光纳米压印工艺，将前述软模板压印到压印胶介质层，使纳米线栅结构转移到光栅压印胶介质层上；

—利用垂直热蒸镀工艺在上述光栅压印胶介质层纳米线栅结构凸起和凹槽部位沉积金属，完成中红外双层纳米金属光栅的制备。

2.根据权利要求1所述的一种中红外双层纳米金属光栅制备方法，其特征在于：所述光栅基底材料为在部分中红外波长范围内红外透射效率≥70％的高阻硅基底材料。

3.根据权利要求1所述的一种中红外双层纳米金属光栅制备方法，其特征在于：所述压印有纳米线栅结构的光栅介质层为在中红外波段红外透射效率≥90％的压印胶。

4.根据权利要求1所述的一种中红外双层纳米金属光栅制备方法，其特征在于：

所述软模板复制步骤中，采用热纳米压印工艺，压印参数为：压印温度范围155-185℃，压印时间3-5min，压力30-60bar。

5.根据权利要求2所述的一种中红外双层纳米金属光栅制备方法，其特征在于：所述的高阻硅基底在使用前经过双面机械化学抛光，并一面改性；

改性采用氧等离子去胶机；

改性过程中工艺参数为：控制去胶机功率范围40-60W，轰击时间范围1-2.5min，氧气流量2sccm。

6.根据权利要求1所述的一种中红外双层纳米金属光栅制备方法，其特征在于：所述滴胶旋涂方式步骤中，在高阻硅改性一面旋涂压印胶，低速500rpm旋转5s，高速2000-4000rpm旋转40-60s，旋涂压印胶厚2-2.5μm，后烘温度95℃，烘烤时间为4-8min。

7.根据权利要求1所述的一种中红外双层纳米金属光栅制备方法，其特征在于：所述转移纳米图案步骤中采用紫外曝光纳米压印工艺，压印参数为：压印温度65℃，压印时间3-5min，压力30-60bar，紫外曝光90-180s，所得线栅单元凸起、凹槽结构线宽均为100nm，周期200纳米，侧壁高度范围为100-200nm。

8.根据权利要求1所述的一种中红外双层纳米金属光栅制备方法，其特征在于：沉积金属步骤中采用热蒸镀工艺，蒸镀参数为：蒸镀电流56-60A，蒸镀时间50s-2.5min，真空度10^-3Pa，所得金属层厚度为30-90nm，金属材料为铝、金或银。

9.一种中红外双层纳米金属光栅，其特征在于使用如权利要求1-8任一所述步骤制备得到；

得到的中红外双层纳米金属光栅具有：

三层结构，最下面的基底结构，中间光栅介质层结构和位于光栅介质层线栅结构凸起与凹槽部位的金属层结构。

10.根据权利要求9所述的一种中红外双层纳米金属光栅，其特征还在于：所述中红外双层纳米金属光栅可在同一基底上一次制作具有六个不同方向的光栅单元，每个光栅单元为1.3×1.3mm，光栅结构分为上下两排，上排分别为0°，60°、120°单元，下排为90°、150°、210°单元，上下两排对应单元之间方向相差90°。