双频磁响应负磁导率金属复合结构材料及其制作方法技术

双频磁响应负磁导率金属复合结构材料由第一金属复合结构组或第二金属复合结构组在基底上按周期Ｔ排列或多组交错排列构成，金属复合结构组包含Ｌ形悬臂、金属条、支撑臂、空气层或介质层；双频磁响应负磁导率金属复合结构材料的制作方法包括以下步骤：（１）用微细加工工艺技术制作出金属条；（２）用台阶阴影法进行定向蒸发，制作出牺牲层或介质层；（３）用上述相同的定向蒸发制作出Ｌ形悬臂和支撑臂；（４）最后用湿法腐蚀或者等离子体灰化技术除去牺牲层。本发明专利技术所述材料不仅实现了可见光和近红外波段双频磁响应负磁导率，而且特征尺寸也足够大，用３０纳米－百纳米级微细加工工艺即可实现制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于金属复合结构材 料

技术介绍
在自然界中，除少数几种的磁性材料没有有效磁导率(下简称磁导率)&ff= 1的限制外，再也找不到一种材料能够突破这种限制，自Veselago提出了负磁导率的概念以来，pendry利用 开口环人工金属复合结构获得微波波段磁导率的调制，实现了负的磁导率。继后又有采用这 种基于LC共振耦合理论的金属结构实现了太赫兹(THz)以上，以及在红外波段的磁响应，实 现了负的磁导率。为了实现可见光波段的磁响应，人们想利用类开口环结构实现可见光波段 的磁响应，由于其局部的电容特征尺寸需要结构减小至iJlOnm以下,以目前的加工技术而言，在技术上是很难实现的。还有一种方法是采用相邻金属结构^r平行极化电^r的反对称模式等离子共振耦合，基于这种方法也需要很小的特征尺寸，都存在着不可实现的技术难题，同时又 都是单波段磁响应，没有实现双波段磁响应。为克服上述特征尺寸小，又都是单波段磁响应 的问题，同时实现可见光及红外多波段的磁响应，特提出一种新的人工金属复合结构材料， 特征尺寸相对比较大，同时还可实现可见光和近红外波段的双频磁响应负磁导率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种双频磁响应负磁导率 金属复合结构材料及其制作方法，不仅结构特征尺寸足够大，而且一个复合结构可同时实现 可见光和近红外波段的双频磁响应负磁导率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案双频磁响应负磁导率金属复合结构材料，其特征在于由第一金属复合结构组或者由第二金属复合结构组与基底组成，其中第一金属复 合结构组或者第二金属复合结构组制作在基底上。所述的第一金属复合结构组的纵向长度为有限长的结构，它按照横向周期T多组多排交 错排列在基底上。所述的第二金属复合结构组的纵向长度为无限长的结构，它按照横向周期T排列在基底上。所述的基底是透明的石英基板，也可以是透明的光学玻璃板。所述的第一金属复合结构组由L形悬臂、支撑臂、第一空气层、第二空气层和金属条组成，L形悬臂包括紧密连接于下端的第一加强支撑法兰与基底的上表面紧密连接，支撑臂与L形悬臂的悬臂上下紧密连接，从而对L形悬臂的悬臂起支撑作用；支撑臂包括紧密连接于 下端的第二加强支撑法兰与基底的上表面紧密连接；，金属条在最里面，金属条上表面与L形悬臂的悬臂下表面之间是第二空气层，金属条的侧面与L形悬臂的内侧面也有第一空气层， 金属条的另一侧面与支撑臂的内侧面紧密连接，增加支撑臂的刚度，金属条的下表面与基底 的上表面紧密相连。所述第一金属复合结构组中的L形悬臂包括第一加强支撑法兰的材料可以是金属金或者 银；支撑臂包括第二加强支撑法兰的材料可以是介电常数e为0.90 1.15之间的介质；金属 条的材料可以是金属金或者银。所述的第二金属复合结构组由L形悬臂、第一介质层、第二介质层和金属条组成，L形 悬臂包括紧密连接于下端的第三加强支撑法兰与基底的上表面紧密连接，在L形悬臂的下部 里面作有金属条，在金属条的上表面和L形悬臂的悬臂下面，以及金属条的侧面和L形悬臂 的内侧面之间，制作了第二介质层和第一介质层，两介质层把L形悬臂和金属条紧密连接起 来，金属条的下表面与基底的上表面紧密相连。所述第二金属复合结构组中的L形悬臂包括第三加强支撑法兰的材料可以是金属金或者 银；第一介质层和第二介质层的材料是介电常数s为0.90 1.15的介质；金属条的材料可以 是金属金或者银。双频磁响应负磁导率金属复合结构材料的制作方法，其特征在于所述的金属复合结 构材料制作方法和工艺流程是分四个步骤(1) 、用微细加工工艺技术制作出金属条；(2) 、用台阶阴影法进行定向蒸发，制作出牺牲层或介质层；(3) 、用与步骤(2)相同的定向蒸发制作出L形悬臂和支撑臂；(4) 、最后用湿法腐蚀或者等离子体灰化技术除去牺牲层。 本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、本专利技术所提出的双频磁响应负磁导率金属复合结构材料，克服了特征尺寸小到10纳米 以下，十分难制作的不足，特征尺寸大大增大，达到30纳米-百纳米级制作工艺就可实现制作；.2、本专利技术所提出的双频磁响应负磁导率金属复合结构材料，除了在可见光波段能实现反对称模式等离子共振耦合得到负磁导率，而且在近红外波段也实现了磁响应得到负磁导率，突破了过去的复合结构都只有单波段磁响应，实现了一个复合结构可同时达到可见光和近红 外波段的双频磁响应负磁导率；这种结构在人工负磁导率材料和材料的应用方面有着广泛的 用途。 附图说明图1为本专利技术实施例一局部结构放大示意图;.图2为实施例一第一金属复合结构组的A-A剖面结构放大图3为金属复合结构材料的制作工艺流程图4为本专利技术实施例二局部结构放大示意图5为实施例二第二金属复合结构组的B-B剖面结构放大图6为金属复合结构产生的位相谱和透射谱图7为金属复合结构产生的Lc共振耦合电流环路图。具体实施例方式下面结合附图及具体实施方式详细介绍本专利技术。 实施例一本实施例的双频磁响应负磁导率金属复合结构材料由第一金属复合结构组1与基底2组 成，第一金属复合结构组1制作在基底2上。如图1所示是本专利技术实施例一局部结构放大示意图，它由第一金属复合结构组1和基底 2组成,第一金属复合结构组1纵向是一长h300nm的复合结构，它按照横向周期为T=400nm 多组多排交错排列在基底2上，基底2是一透明的石英基板。如图2所示是实施例一中的第一金属复合结构组1的A-A剖面结构放大图，它由L形 悬臂IOI、支撑臂103、第一空气层102、第二空气层105和金属条104组成，它们都制作在 基底2上，L形悬臂101包括紧密连接于下端的第一加强支撑法兰106与基底2的上表面紧 密连接，L形悬臂101包括的第一加强支撑法兰I06的材料是金，L形悬臂101高H产130nm , 长W=140nm， Z向长k=300nm， L形悬臂101的第一加强支撑法兰106宽S尸30 nm，高 t产30nm;支撑臂103的悬臂下表面与L形悬臂101的悬臂上表面紧密连接，从而支撑臂103 对L形悬臂101的悬臂起支撑作用，支撑臂103包括紧密连接于下端的第二加强支撑法兰107， 并通过第二加强支撑法兰107加强与基底2的上表面紧密连接，支撑臂103高H2=160nm， Z 向长k-300nm,第二加强支撑法兰107宽S2=30 nm，高t2=30nm，支撑臂103及其包括的第二 加强支撑法兰107的材料是s-l的介质；金属条104作在最里面，材料是金，宽m=90nm， 高h=80nm， Z向长k=300nm，金属条104上表面与L形悬臂101的悬臂下表面保持了一定第二空气层105，空气层高度为d产30nm，金属条104的侧面与T形悬臂10T的丙侧面也保 持了一定第一空气层102，空气层宽d产20nm，金属条104的另一侧面与支撑臂103的内侧 面紧密连接，增加支撑臂103的刚度，金属条104的下表面与基底2紧密接触。对于在本实施例中，第一金属复合结构组1的L形悬臂101去掉下端第一加强支撑法兰 106和支撑臂103去掉第二下端&l强支撑法兰107，或对第一金属复合结构组1相^^件的相关 尺寸在作出小量变动后，由它们分别组成的金属复合结构，也同样本文档来自技高网...

【技术保护点】
双频磁响应负磁导率金属复合结构材料，其特征在于：由第一金属复合结构组（１）或者由第二金属复合结构组（３）与基底（２）组成，其中第一金属复合结构组（１）或者第二金属复合结构组（３）制作在基底（２）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭南，罗先刚，胡承刚，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]