通过共振耦合实现电磁场增强的纳米结构及其制造方法技术

通过共振耦合实现电磁场增强的纳米结构，包括基底，在基底上设置有纳米光栅，在基底和纳米光栅上沉积有金属层，进而形成纳米缝隙，所述纳米光栅的周期为400nm～1000nm，光栅高度100nm～400nm，两条相邻光栅间的狭缝宽度为4nm～40nm。制造该纳米结构时，首先初步确定光栅结构的周期范围，再通过计算机模拟确定最终的光栅结构参数，最后采用微纳加工技术进行制造。本纳米结构通过同时激发多种不同模式的共振并将其耦合到一起，以获得强烈局域的电磁场，从而可以实现超高的电磁场增强效果，且制造的纳米结构均一性好。

【技术实现步骤摘要】
通过共振耦合实现电磁场增强的纳米结构及其制造方法
本专利技术属于纳米光学和微纳加工领域，具体涉及一种通过共振耦合实现电磁场增强的纳米结构及其制造方法。
技术介绍
利用纳米结构进行电磁场调控的研究近来获得了广泛的关注，能够调控电磁场的纳米结构可以应用在光学、纳米电子器件、生物医学检测等诸多领域。纳米结构对电磁场的调控主要体现为对电磁场的增强作用。增强电磁场的强度主要通过不同模式的共振限制电磁场的区域来实现。因此可以设计与制造各种能够产生共振的纳米结构来实现电磁场的高度局域。能够产生电磁场增强作用的共振模式有传播型表面等离子体共振、局域型表面等离子体共振、法布里-珀罗共振等共振模式。目前已经有大量基于各种不同模式的共振设计的纳米结构，主要包括各种纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米团簇、以及其他一些形状的规则排列的纳米阵列结构，例如一些纳米光栅、纳米缝隙、蝴蝶结阵列、倒金字塔阵列等金属纳米结构。这些纳米结构广泛应用于表面增强拉曼、生物传感等领域，通过对反馈电磁场的大幅度增强来实现极低浓度的物质的检测。其中纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米团簇等不能实现高度规则排列的纳米结构主要是通过激发局域型表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.通过共振耦合实现电磁场增强的纳米结构，其特征在于，包括基底，在基底上设置有纳米光栅，在基底和纳米光栅上沉积有金属层，进而形成纳米缝隙，所述纳米光栅的周期为400nm～1000nm，光栅高度100nm～400nm，两条相邻光栅间的狭缝宽度为4nm～40nm。

【技术特征摘要】
1.通过共振耦合实现电磁场增强的纳米结构，其特征在于，包括基底，在基底上设置有纳米光栅，在基底和纳米光栅上沉积有金属层，进而形成纳米缝隙，所述纳米光栅的周期为400nm～1000nm，光栅高度100nm～400nm，两条相邻光栅间的狭缝宽度为4nm～40nm。2.如权利要求1所述的通过共振耦合实现电磁场增强的纳米结构，其特征在于，当激发激光波长为785nm时，对应的纳米光栅的周期为600nm，光栅高度150nm，两条相邻光栅间的狭缝宽度为20nm。3.如权利要求1所述纳米结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)初步确定光栅结构的周期范围根据通过光栅耦合产生传播型表面等离子体共振的原理，由以下公式初步确定光栅结构的周期范围：式中，kx是金属光栅的表面等离子体波的波矢、ω是入射激光的角频率，c是光在真空中传播的速度、ε2是纳米结构表面介质的介电常数、θ是入射激光的入射角、m是光栅的衍射级次、Λ是光栅的周期；(2)计算机模拟确定最终的光栅结构参数在初步确定的光栅结构周期以及利用经验法得到的光栅高度和宽度范围内，按照设定的步长逐步变化各结构参数，通过计算机模拟软件进行模拟，获得电磁场...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，蒋之森，李文雪，庞霖，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51