[发明专利]基于核壳Au@SiO2

权利要求书

1.一种基于核壳Au@SiO₂超原子的无序结构超材料，其特征在于：所述无序结构超材料是由核壳Au@SiO₂超原子层与Al膜层复合而成，其中，核壳Au@SiO₂超原子层是以无序取向、随机密排方式铺叠在Al膜层表面，单个核壳Au@SiO₂超原子大小均匀，其粒径在百纳米级，可见光波段特定光入射角度下，不同偏振状态的自组装无序结构超材料能够实现近完美吸收光学性质，在不同偏振状态，波长537nm、575nm位置光吸收率大于99％；

所使用的核壳Au@SiO₂超原子包含Au纳米颗粒内核及SiO₂介质壳层，其中Au纳米颗粒尺寸为45nm，Al膜层的厚度大于80nm，SiO₂介质壳层厚度为85～100nm；核壳Au@SiO₂超原子的自组装层数为3～5层；无序结构超材料在可见光波段的TE、TM偏振近完美光吸收峰分别位于波长537nm和575nm位置附近，其对应的光入射角度为44～48°。

2.一种根据权利要求1所述的基于核壳Au@SiO₂超原子的无序结构超材料的自组装制备方法，其特征在于，包含如下操作步骤：

步骤S1：将洁净基片置于真空镀膜系统中，镀制大于80nm厚度的金属Al膜层，随后将镀制有Al膜层的基片浸泡于聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中30min，使其表面带上正电荷，然后依次使用去离子水、无水乙醇冲洗干净基片，N₂吹干备用；

步骤S2：将处理好的带有Al膜层的基片垂直浸渍于饱和浓度的核壳Au@SiO₂超原子水溶液中，而后以缓慢的提拉速度将基片与核壳Au@SiO₂超原子水溶液分离，在静电吸附和毛细作用下，核壳Au@SiO₂超原子将自组装于Al膜层表面，形成单层核壳Au@SiO₂超原子与Al膜层的复合结构；

步骤S3：将带有单层Au@SiO₂超原子与Al膜层复合结构的基片再次分别浸泡于聚二烯丙基二甲基氯化铵、Au@SiO₂超原子水溶液中，反复提拉进行3～5次，最终可制备获得层层堆积的无序结构超材料。

3.根据权利要求2所述的无序结构超材料自组装制备方法，其特征在于：核壳Au@SiO₂超原子是通过将聚乙烯砒咯烷酮保护的Au纳米颗粒在碱性溶液环境下与正硅酸乙酯、氨水发生水解反应而制成。

4.根据权利要求2所述的无序结构超材料自组装制备方法，其特征在于：真空镀膜系统可选择蒸镀仪或磁控溅射仪；聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液浓度大于1g/L；基片与核壳Au@SiO₂超原子水溶液的分离速度为0.3mm/min。

5.根据权利要求2所述的无序结构超材料自组装制备方法，其特征在于：整个自组装实验过程是在一个60℃的密闭环境中进行。