一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签，其制备方法包括：第一步、在硅片基底上设置光刻胶层，使用光刻技术使硅片图案化；第二步、依次磁控溅射或者热蒸镀上一层铝膜和银膜；第三步、将银纳米颗粒溶液滴加在银膜表面，银纳米颗粒会通过非特异性吸附以随机分布的方式组装在银膜上，并且在预设波长的检测光下会发生光学行为响应；第四步、通过有机溶剂将硅片基底上设置的光刻胶层去除，便制得了一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签。本发明专利技术涉及的防伪标签制备方法简便、设备要求低且检测速度快，在防伪方面具有优良的发展前景。优良的发展前景。优良的发展前景。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签及其制备方法


[0001]本专利技术涉及防伪标签领域，尤其是一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签及其制备方法。

技术介绍

[0002]假冒伪劣问题是一个全球性的问题，不仅造成巨大的经济损失，并且对个人、企业和整个社会造成威胁。应对这些日益增长的造假市场，基于物理不可复制功能理念实现了高安全性的信息加密，为防伪领域提供了可靠的解决方案。物理单一功能是指具有独特特性的系统，每个系统对应一个单一的输入和单一的输出。防伪标签内在的、独特的、随机的特性来源于物质的不确定性过程，这使得标签不可复制。到目前为止，根据物理不可复制功能防伪标签固有的随机特性已经研究发展了很多防伪标签。然而，几乎所有研发的物理不可复制功能防伪标签都是静态加密过程。具体来说，这些标签都是基于静态发光材料开发制作的。因此为了进一步提高防伪标签的安全性，亟需寻找一种新的策略制作动态物理不可复制加密系统，提高安全标签的复杂性，降低被复制的风险。
[0003]本专利技术通过使用银纳米颗粒与银膜自组装从而实现等离子体激元耦合，并以该结构作为图案和光谱编码的信息载体，最终获得了荧光动态闪烁不可复制光学防伪标签。银纳米颗粒通过非特异性吸附的方式分散在银膜上，在吸附过程中由于布朗运动而随机分布，这就保证了标签的不可复制性。一方面，在暗场条件下，由金属纳米颗粒和金属薄膜的耦合显现出的明亮的散射光作为静态编码。另一方面，在蓝光（460 nm
‑
495 nm）激发下，由金属纳米颗粒与金属薄膜耦合形成的等离激元结构会出现明显的荧光闪烁现象，这可以作为动态编码。
[0004]本专利技术涉及的防伪标签的编码方式多样、编码特点优异、制备方法简便、设备要求低且检测速度快，在防伪方面具有优良的发展前景。
[0005]
技术实现思路

[0006]为了进一步提高防伪标签的安全性，亟需寻找一种新的策略制作动态物理不可复制加密系统，提高安全标签的复杂性，降低被复制的风险。本专利技术通过使用银纳米颗粒与银膜相结合从而实现等离子体激元耦合，并以该结构作为图案和光谱编码的信息载体，最终获得了荧光动态闪烁不可复制光学防伪标签。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下方案：一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签的制备方法，具体包括：步骤一、在硅片基底上设置光刻胶层，使用光刻技术使硅片图案化；步骤二、在图案化后的硅片基底上通过磁控溅射或者热蒸镀，设置一层铝膜和银膜；
步骤三、将银纳米颗粒溶液滴加在银膜表面，银纳米颗粒会通过非特异性吸附以随机分布的方式组装在银膜上，并且在预设波长的检测光下会发生光学行为响应；步骤四、通过有机溶剂将硅片基底上设置的光刻胶层去除，便制得了一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签。
[0008]作为本专利技术进一步的技术方案，步骤一中，在选择后的预设区域内光刻出需要的图案。
[0009]作为本专利技术进一步的技术方案，步骤二中，在磁控溅射或热蒸镀银膜前，还设置有一层铝膜作为粘附层，铝膜能够诱导形成具有平坦表面形态和高稳定性的银膜。
[0010]作为本专利技术进一步的技术方案，步骤三中，所述检测光由汞灯作为光源进行输出。
[0011]作为本专利技术进一步的技术方案，步骤三中，所述银纳米颗粒溶液中的银纳米颗粒的形状为立方体，其粒径为90
‑
110 nm。
[0012]作为本专利技术进一步的技术方案，步骤四中，所述有机溶剂为异丙醇，它能够很好的保留具有独特光学响应的图案化的纳米颗粒金属薄膜耦合体系。
[0013]基于上述的制备方法，本专利技术提供了一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签，其包括暗场下纳米颗粒吸收和散射的光作为静态加密；蓝光激发下，等离激元出现的荧光闪烁现象作为动态加密。
[0014]采用上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，其具有的有益效果为：银立方纳米颗粒非特异性吸附在银薄膜上，形成动态光学防伪标签信息基元，本专利技术构建的金属纳米颗粒和金属薄膜耦合体系具有多重光学相应。随机分布的纳米颗粒在暗场情况下产生的明亮散射图像作为静态物理不可复制功能编码，并且随时间变化的荧光闪烁图像作为动态代码，这样的 安全标签实现了多重光学防伪加密。此外，动态加密信息可以转换为二进制数据，静态散射光主要是黄色和绿色，可将其分别存储为“1”和“0”；同样的，动态荧光闪烁的明亮（ON）和灰色（OFF）状态可分别转换为“1”和“0”。根据本专利技术构建的金属纳米颗粒和金属薄膜耦合体系的光学响应，根据计算公式，理论容量的数量可以达到2
900
。
附图说明
[0015]图1是本专利技术一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签的制备方法简要流程图；图2是本专利技术一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签各部分组成示意图；图3是本专利技术一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签的暗场散射和动态多色荧光多重光学响应的示意图；图4中a是本专利技术一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签的加密机制，其中暗场散射作为静态编码，荧光闪烁为动态编码； b是动态光学响应转化为二进制数据的示意图； c为理论的编码容量。
[0016]图5中a是本专利技术一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签的暗场图像，曝光时间为1 s；b为该防伪标签随时间变化的荧光图像，曝光时间为3 s； c为单个颗粒的暗场散射光谱；图5d为单个颗粒随时间变化的动态荧光光谱。
[0017]具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例，对本专利技术作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本专利技术，但不对本专利技术的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本专利技术的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]如图1所示，本专利技术一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签的制备方法，其包括：步骤一、在硅片基底上设置光刻胶层，使用光刻技术使硅片图案化；步骤二、在图案化后的硅片基底上通过磁控溅射或者热蒸镀，设置一层铝膜和银膜，其中铝膜作为粘附层，它能够诱导形成具有平坦表面形态和高稳定性的银膜；步骤三、将银立方纳米颗粒溶液（粒径为90
‑
110 nm）滴加在银膜表面，银纳米颗粒会通过非特异性吸附以随机分布的方式组装在银膜上，并且在预设波长的检测光下会发生光学行为响应；步骤四、通过有机溶剂（异丙醇）将硅片基底上设置的光刻胶层去除，便制得了一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签。
[0020]本方案中，步骤三所述检测光由汞灯作为光源进行输出。
[0021]本方案中，步骤四所述有机溶剂为异丙醇，它能够很好的保留具有独特光学响应的图案化的纳米颗粒金属薄膜耦合体系。
[0022]图2是本专利技术一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签各部分组成示意图，合成的步骤如图1所示，银立方纳米颗粒非特异性吸附在银薄膜上，形成动态光学防伪标签信息基元。
[0023]图3是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签的制备方法，其特征在于，具体包括：步骤一、在硅片基底上设置光刻胶层，使用光刻技术使硅片图案化；步骤二、在图案化后的硅片基底上通过磁控溅射或者热蒸镀，设置一层铝膜和银膜；步骤三、将银纳米颗粒溶液滴加在银膜表面，银纳米颗粒会通过非特异性吸附以随机分布的方式组装在银膜上，并且在预设波长的检测光下会发生光学行为响应；步骤四、通过有机溶剂将硅片基底上设置的光刻胶层去除，便制得了一种等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签。2.如权利要求1所述的等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签的制备方法，其特征在于，步骤一中，在选择后的预设区域内光刻出需要的图案。3.如权利要求1所述的等离子体激元耦合的动态不可复制防伪标签的制备方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗钰凤，郑远辉，张涌琪，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：