[发明专利]等离激元颜色的可擦除打印技术

说明书

本发明公开了一种等离激元颜色的可擦除打印技术，包括以下步骤：在玻片上沉积一定厚度的反射金属层；在金属表面沉积一定厚度的电介质；在电介质表面沉积一定厚度的金属；采用一定功率，灼烧时间的激光扫描金属表面生成鲜明的颜色；在扫描后的样品表面铺设一层涂有石墨的金属箔片，然后盖上透光固体层；采用一定脉冲宽度一定功率的脉冲激光冲击上述结构擦除颜色。本发明的方法操作要求简单，通过激光诱导金属‑电介质‑反射金属三层结构的金属纳米结构发生重塑形变，实现对角度不敏感的生动色彩装饰。通过控制激光功率与曝光时间，该方法能够确定性和可逆地改变这些纳米结构几何尺寸和结晶度，以实现可控的变色能力。

技术领域

本发明涉及场效应晶体管技术领域，具体涉及一种等离激元颜色的可擦除打印技术。

背景技术

在日常生活中，颜色都是识别、分类和感知物体的重要信息之一。等离激元结构色是由纳米结构的金属表面和光的共振相互作用产生的，它可以控制亚波长范围内的颜色，分辨率超过衍射极限可达10nm。与传统染料相比，等离激元结构色表现出色彩鲜艳、饱和度高、颜色可控、清洁环保、永不退色等优异特性。例如，研究人员已经证明，基于局部激光加热，在小于1mm²的面积上使用等离子共振可以实现极高分辨率的全色打印。这种超小面积，高分辨率的彩色打印技术可能会为多功能图案着色，防伪标签和高密度数据存储等领域创造新的应用。然而，当前等离激元彩色印刷依赖于昂贵且复杂的设备，例如电子束光刻和飞秒激光，这显然增加了制造成本并限制了生产率。同时，当等离激元结构色被制造到金属基板上时，颜色信息不能被改变。因此，将等离激元彩色打印技术扩展到等离子体显示器是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等离激元颜色的可擦除打印技术，是通过激光诱导金属-电介质-反射金属三层结构的金属纳米结构发生重塑形变，实现对角度不敏感的生动色彩装饰。通过控制激光功率与曝光时间，该方法能够确定性和可逆地改变这些纳米结构几何尺寸和结晶度，以实现可控的变色能力。

为实现上述目的，本发明提供一种等离激元颜色的可擦除打印技术，包括以下步骤：

(1)在玻片上沉积一定厚度的反射金属层；

(2)在金属表面沉积一定厚度的电介质；

(3)在电介质表面沉积一定厚度的金属；

(4)采用一定功率，灼烧时间的激光扫描金属表面生成鲜明的颜色；

(5)在扫描后的样品表面铺设一层涂有石墨的金属箔片，然后盖上透光固体层；

(6)采用脉冲宽度可以为纳秒、皮秒、飞秒级等的脉冲激光冲击上述结构擦除颜色；能够确定性和可逆地改变这些纳米结构几何尺寸和结晶度，以实现可控的变色能力。

优选地，所述步骤(1)中，反射金属层可以是Al、Ag、Au等，厚度大于10nm。

进一步地，所述步骤(2)中，电介质可以是Al₂O₃、Ag₂O、SiO₂等，厚度为1nm-300nm。

更进一步地，所述步骤(3)中，金属可以为Ag、Al、Au、Ti等，厚度为1nm-50nm。

更进一步地，所述步骤(4)中，激光器选用连续出光作业模态(如灼烧时间为6-20ms，激光功率为10％-100％，405nm、532nm等激光器)。

更进一步地，所述步骤(5)中，金属箔片为铝箔，厚度为1μm-1mm，透光固体层为透光玻璃，厚度为0.5mm-3cm。

更进一步地，所述步骤(6)中，脉冲宽度可以为纳秒、皮秒、飞秒级等，脉冲宽度小于100ns，激光功率密度大于0.1GW/cm²。

本发明具有以下优点和有益效果：