[发明专利]一种柔性金属光子晶体的制备方法

摘要

一种柔性金属光子晶体的制备方法，属于纳米光子材料及器件技术领域。在缓冲层基体的缓冲层上制备光刻胶纳米光栅结构，将金纳米颗粒胶体溶旋涂在光栅表面并限制到光栅凹槽中，加热处理使金表面的有机配合基升华，金纳米颗粒熔融，形成金属光子晶体；混有固化剂的柔性衬底液涂到金属光子晶体上，盖上另一片缓冲层基体，加热进行交联聚合，置于盐酸或硫酸溶液中，使缓冲层充分溶解，得到的样品用蒸馏水清洗即可。本发明器件对于开发应力、形变传感器，新型柔性光电子器件具有重要的直接应用价值。

主权项

一种基于柔性衬底的金属光子晶体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在平板基体上制备缓冲层，得到缓冲层基体，在缓冲层上再制备光刻胶(PR)纳米光栅结构；(2)将化学合成的金纳米颗粒(Au NP)在二甲苯中形成胶体溶液，将金纳米颗粒的二甲苯胶体溶液旋涂在步骤（1）光刻胶纳米光栅的表面，在表面张力作用下，金纳米颗粒被限制到光栅凹槽中；(3)将步骤（2）制备的缓冲层基体上的样品在200‑450℃马弗炉中热处理后，使得金纳米颗粒表面的有机配合基升华，金纳米颗粒充分熔融，全部进入光栅凹槽中，并沿光栅凹槽形成连续的金纳米线，在缓冲层基体的表面成功制备了金纳米线阵列构成的金属光子晶体；(4)将混有固化剂的柔性衬底液涂布在步骤（3）制备的金属光子晶体表面，然后上方再盖上另一片缓冲层基体，并使缓冲层面与柔性衬底液接触，在两片缓冲层基体间的两边用硅橡胶垫支撑，以保证获得厚度均匀、可控的柔性衬底；(5)将步骤(4)中制得的样品在100‑120℃加热，完成柔性衬底交联聚合反应；(6)将步骤(5)获得的样品置于盐酸或硫酸溶液中,使得上下两基体上的缓冲层充分溶解，柔性衬底及其上紧密结合的金属光子晶体彻底地从基体上脱离下来；(7)最后将步骤（6）得到的柔性器件用蒸馏水清洗，去除残存酸液和可能产生的杂质，获得独立的柔性器件，完成柔性金属光子晶体的制备；基体采用不溶于盐酸、硫酸等溶液且能经受450℃以下的热处理工艺过程的透明材料；缓冲层的材料为溶于盐酸或硫酸的金属、金属氧化物材料，并能够通过热蒸镀、磁控溅射或脉冲激光沉积工艺过程制备在平板基体上。