一种样品结构制造技术

本申请提供一种样品结构，所述样品结构，包括衬底、位于衬底上的金属薄膜，以及位于金属薄膜内部或其上的纳米结构。样品结构简单，制作方法简易，能够在倾斜入射光照射下，产生的近场光场分布能够被SNOM检测到，且对入射光空间角具有良好响应，能够用于SNOM近场光场成像，进而由SNOM近场光场成像测量结果反推出入射光空间角分量，从而实现对SNOM设备入射光空间角的标定。

【技术实现步骤摘要】
一种样品结构
本技术属于纳米光学测量
，尤其涉及一种样品结构。
技术介绍
散射式扫描近场光学显微镜(ScatteringScanningNear-fieldOpticalMicroscopy,s-SNOM)是一种基于扫描探针的光学超分辨显微技术，主要用于表征样品上微区内(微米-纳米级别)的近场光场分布。其基本原理是：利用AFM探针对激光光束聚焦照明，在针尖附近激发一个纳米尺度的增强近场信号区域。当针尖接近样品表面时，由于不同物质的介电性质差异，近场光学信息将有相应改变。通过背景压制技术对采集的散射信号进行解析，就能获取到样品表面的近场光场成像。该技术突破了传统光学成像机制的衍射极限限制，可对样品表面纳米尺度近场光学信息进行扫描成像，是纳米科学技术发展中重要的测量工具。在SNOM近场光场成像测量时，需要在探针针尖与样品接触区域照射一束激光作为激发光源，以实现对样品表面近场光场的激发和检测。对于散射式SNOM系统，激光大多为三维空间内的倾斜入射，其入射角度与SNOM光路结构、样品需求及其它测量条件有关。样品的近场信号通常对入射光空间角十分敏感，甚至会直接影响近场光强及相位的分布。因此正确标定入射光空间角对于校准和分析SNOM测量结果具有重要意义。但由于SNOM光路系统通常较为复杂，并且空间结构紧凑，缺乏有效手段对入射光空间角进行直接测量和精确标定。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种样品结构，以解决现有技术中缺乏对入射光空间角进行直接测量和精确标定的有效手段的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种样品结构，应用在反射式照明方式的扫描近场光学显微镜中，所述样品结构包括：衬底；位于衬底上的金属薄膜；位于所述金属薄膜内或位于所述金属薄膜上的纳米结构。优选地，所述纳米结构为位于所述金属薄膜内且贯穿所述金属薄膜的纳米单缝、位于所述金属薄膜内且未贯穿所述金属薄膜的纳米凹槽；或位于所述金属薄膜上的纳米凸台。优选地，当所述纳米结构为位于所述金属薄膜内的纳米单缝时，所述纳米单缝的长度为10μm-500μm，包括端点值；所述纳米单缝的宽度为100nm-1μm，包括端点值。优选地，所述纳米单缝的长度为20μm-40μm，包括端点值；所述纳米单缝的宽度为100nm-200nm，包括端点值。优选地，所述金属薄膜的材质为金、银或铜。优选地，所述金属薄膜的厚度为10nm-500nm，包括端点值。优选地，所述衬底的材质包括硅片或石英片。经由上述的技术方案可知，本技术提供的样品结构，包括衬底、位于衬底上的金属薄膜，以及位于金属薄膜内部或其上的纳米结构。样品结构简单，制作方法简易，但是能够在倾斜入射光照射下，产生的近场光场分布能够被SNOM检测到，且对入射光空间角具有良好响应，能够用于SNOM近场光场成像，进而由SNOM近场光场成像测量结果反推出入射光空间角分量，从而实现对SNOM设备入射光空间角的标定。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种样品结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种样品结构制作方法流程图；图3为本技术实施例提供的散射式扫描近场光学显微镜入射光空间角标定方法流程图；图4为实际加工的纳米单缝SEM图；图5和图6为本技术实施例提供的入射光空间角表示示意图；图7为实际加工的样品结构示意图；图8和图9为两条不同取向的纳米单缝的SNOM近场光场成像测量结果。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术提供的样品结构为用于标定散射式SNOM系统，尤其特指反射式照明方式的SNOM系统的入射光角度的样品结构，也即用于SNOM入射光空间角的标定
，如图1所示，图1为本技术实施例提供的一种样品结构示意图，所述样品结构包括：衬底2；位于衬底2上的金属薄膜1；位于所述金属薄膜1内或位于所述金属薄膜1上的纳米结构4。需要说明的是，本实施例中不限定衬底的具体材质，衬底要求硬质，具有承托作用，表面光滑，不导电，便于镀金属薄膜。所述衬底可以是硅片、石英片或类似具有光滑表面的硬质衬底。本实施例中不限定金属薄膜的材质，其中金属薄膜为在入射光波长下可产生表面等离子体激元(SPPs)的金属，如金、银、铜等。薄膜厚度为10nm-500nm，包括端点值。对于可见光波段，如633nm波长的入射光，考虑到SPPs激发效率和薄膜稳定性等因素，优选地，金属薄膜为金薄膜，优选地，薄膜厚度为50nm-100nm，包括端点值。本实施例中，所述纳米结构为在入射激光照射下可高效产生SPPs的微纳米结构。纳米结构的尺寸与入射激光波长匹配，满足产生SPPs的条件。本实施例中不限定纳米结构的具体形状，所述的位于所述金属薄膜上的纳米结构，可以是对金属薄膜进行刻蚀操作得到的纳米凹槽或纳米线结构；也可以是通过其他工艺，制作形成在金属薄膜上方的纳米结构，如纳米台阶或突起等。也即，所述纳米结构为位于所述金属薄膜内且贯穿所述金属薄膜的纳米单缝、位于所述金属薄膜内且未贯穿所述金属薄膜的纳米凹槽；或位于所述金属薄膜上的纳米凸台。从计算和分析方便的角度，本实施例中优选地，纳米结构为贯穿所述金属薄膜的纳米单缝结构。纳米单缝长度10μm-500μm，宽度100nm-1μm，深度大于等于金属薄膜厚度。考虑到显微镜视野下方便寻找和测量以及容易加工等因素，优选的为长20μm-40μm，宽100nm-200nm。上述数值范围均包括端点值。基于上述样品结构，本实施例中还提供一种上述样品结构的制作方法，如图2所示，所述样品结构制作方法包括：S101：提供衬底；S102：在所述衬底表面形成金属薄膜层；S103：对所述金属薄膜层进行加工，形成纳米结构。具体地，所述制作方法包括：在清洁干净的衬底表面沉积一层所需的金属薄膜，沉积方式为磁控溅射镀膜或真空热蒸发镀膜，或电子束蒸发镀膜。然后使用聚焦离子束刻蚀或具有类似功能的刻蚀设备，在金属薄膜表面加工出所需微纳米结构，如纳米单缝结构。本技术实施例提供的样品结构以及样品结构制作方法，由于样品结构简单、制备工艺也相对简单，能够作为标准样品对不同厂家型号的散射式扫描近场光学显微镜入射光角度进行标定，适用范围广泛，可大批本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种样品结构，其特征在于，应用在反射式照明方式的扫描近场光学显微镜中，所述样品结构包括：/n衬底；/n位于衬底上的金属薄膜；/n位于所述金属薄膜内或位于所述金属薄膜上的纳米结构，所述纳米结构为位于所述金属薄膜内且贯穿所述金属薄膜的纳米单缝、位于所述金属薄膜内且未贯穿所述金属薄膜的纳米凹槽；或位于所述金属薄膜上的纳米凸台。/n

【技术特征摘要】
1.一种样品结构，其特征在于，应用在反射式照明方式的扫描近场光学显微镜中，所述样品结构包括：
衬底；
位于衬底上的金属薄膜；
位于所述金属薄膜内或位于所述金属薄膜上的纳米结构，所述纳米结构为位于所述金属薄膜内且贯穿所述金属薄膜的纳米单缝、位于所述金属薄膜内且未贯穿所述金属薄膜的纳米凹槽；或位于所述金属薄膜上的纳米凸台。


2.根据权利要求1所述的样品结构，其特征在于，当所述纳米结构为位于所述金属薄膜内的纳米单缝时，所述纳米单缝的长度为10μm-500μm，包括端点值；所述纳米单缝的宽度为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：温晓镭，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34