动态可重构等离子体二维有序纳米阵列和三维手性纳米阵列及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种动态可重构等离子体二维有序纳米阵列和三维手性纳米阵列及其制备方法，该方法包括以下步骤：将磁性

【技术实现步骤摘要】
动态可重构等离子体二维有序纳米阵列和三维手性纳米阵列及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米粒子自组装领域，具体涉及一种动态可重构等离子体二维有序纳米阵列和三维手性纳米阵列及其制备方法。

技术介绍

[0002]超表面是一类由亚波长厚度的人工结构单元构成的二维超材料，具有光损耗低、易于制备和集成等优点，它能够灵活地调控电磁波的振幅、相位以及偏振态，在透镜、生物传感、成像等领域显示了广阔的应用前景。超表面的发展取决于加工技术的革新。常见的超表面制备技术主要有：电子束光刻、聚焦离子束光刻、干涉光刻、纳米压印和自组装技术等。
[0003]尽管“自上而下”的光刻技术的应用已经相当成熟，但它们仍然存在一些问题亟待解决：(1)材料受限，通常需要在硬物质如硅片、金属膜上面进行光刻；(2)技术复杂，规模化制备困难；(3)可控性差，材料难以进行动态调控。相比之下，“自下而上”的胶体自组装技术更为灵活，它是将事先合成的胶体粒子自发组装成有序的复杂结构。胶体粒子的尺寸、形貌和结晶度等均可以通过物理化学反应进行合理控制，可获得高质量的人工结构单元，有利于制备出高性能的超表面材料。
[0004]自组装技术在使用过程中，通常需要借助模板，其作用是为胶体粒子提供特定的结合位点，模板可以根据胶体粒子的尺寸、形貌和表面性质等进行灵活设计。然而，同光刻技术一样，当前的自组装技术仍然难以大面积制备出精准的、动态的、复杂的微纳三维结构。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有精准的、动态的、复杂微纳三维结构，工艺简单，价格低廉，适合大面积生产的动态可重构等离子体二维有序纳米阵列和三维手性纳米阵列及其制备方法。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种动态可重构等离子体二维有序纳米阵列的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0008]将磁性
‑
等离子性纳米杂化棒进行改性，使纳米杂化棒表面带负电荷，得到带负电荷的纳米杂化棒溶液；
[0009]将基质依次进行硅烷改性和纳米球光刻技术处理，使基质表面形成带正电荷的周期性位点，得到图案化基质；
[0010]将图案化基质置于带负电荷的纳米杂化棒溶液中，施加磁场，吸附取向后，即可得到动态可重构等离子体二维有序纳米阵列。
[0011]进一步地，所述的磁性
‑
等离子性纳米杂化棒包括Fe3O4‑
Au纳米杂化棒、Fe3O4‑
Ag纳米杂化棒、Co3O4
‑
Au纳米杂化棒、Co3O4
‑
Ag纳米杂化棒、NiO
‑
Au纳米杂化棒或NiO
‑
Ag纳米杂化棒，直径为20
‑
100nm，长度为50
‑
800nm；改性过程中使用的改性剂包括柠檬酸盐。
[0012]进一步地，所述的基质包括硅片或石英片；硅烷改性中使用的硅烷包括氨基硅烷偶联剂；所述的纳米球为聚苯乙烯纳米球，尺寸为200
‑
1000nm。
[0013]进一步地，形成图案化基质的具体过程包括以下步骤：
[0014](1)将基质置于硅烷溶液中，反应后，干燥，完成硅烷改性；
[0015](2
‑
1)将纳米球分散到溶剂中，制备出纳米球溶液；
[0016](2
‑
2)将纳米球溶液注射形成致密的单层纳米球膜，并转移至硅烷改性的基质上；
[0017](2
‑
3)将基质依次进行加热、等离子体刻蚀、清洗后，完成纳米球光刻技术处理，形成具有周期性位点的图案化基质。
[0018]进一步地，所述的硅烷溶液包括硅烷的醇溶液，所述的溶剂包括醇和/或水。
[0019]一种如上所述方法制备的动态可重构等离子体二维有序纳米阵列。
[0020]一种动态可重构等离子体三维手性纳米阵列的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0021]将如上所述的二维有序纳米阵列进行改性，使二维有序纳米阵列表面带正电荷，然后对二维有序纳米阵列进行聚合物薄膜旋涂，将纳米杂化棒的上表面暴露出来；
[0022]将经过处理的二维有序纳米阵列置于带负电荷的纳米杂化棒溶液中，调整磁场的方向，吸附取向后，即可得到动态可重构等离子体三维手性纳米阵列。
[0023]进一步地，聚合物薄膜旋涂的具体步骤为：将聚合物溶液旋涂在阵列表面，真空加热使聚合物与纳米杂化棒发生相分离，完成聚合物薄膜旋涂。
[0024]进一步地，所述的磁场的强度为600
‑
6000Gs，吸附取向的时间为2
‑
12h。
[0025]一种如上所述方法制备的动态可重构等离子体三维手性纳米阵列。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0027](1)本专利技术可以大面积制备出精准的、动态的、复杂的微纳三维结构；
[0028](2)本专利技术通过磁场诱导纳米粒子进行自组装，可以得到具有动态可重构、手性光学性质的纳米阵列结构，制备简单，价格低廉，适合大面积生产。
附图说明
[0029]图1为实施例中二维有序纳米阵列的制备流程图。
[0030]图2为实施例中三维手性纳米阵列的制备流程图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0032]一种动态可重构等离子体二维有序纳米阵列和三维手性纳米阵列的制备方法，包括如下步骤：
[0033](1)将磁性
‑
等离子性纳米杂化棒进行改性，使其表面带负电荷；磁性
‑
等离子性纳米杂化棒为Fe3O4‑
Au纳米杂化棒、Fe3O4‑
Ag纳米杂化棒、Co3O4
‑
Au纳米杂化棒、Co3O4
‑
Ag纳米杂化棒、NiO
‑
Au纳米杂化棒、NiO
‑
Ag纳米杂化棒中的一种；所述的纳米杂化棒的直径为20
‑
100nm，长度为50
‑
800nm；所述的纳米杂化棒的改性剂为柠檬酸根化合物。
[0034](2)将基质依次进行硅烷改性和纳米球光刻技术处理，使其表面形成带正电荷的
周期性位点；基质为硅片或石英片中的一种；所述的硅烷为氨基硅烷偶联剂；所述的纳米球为聚苯乙烯纳米球，尺寸为200
‑
1000nm。
[0035](3)将上述图案化基质置于带负电荷的纳米杂化棒溶液中，施加一个水平方向的磁场，吸附取向后即可得到二维有序纳米阵列。磁场的强度为600
‑
6000Gs；所述的吸附取向的时间为2
‑
12h。
[0036](4)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态可重构等离子体二维有序纳米阵列的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：将磁性
‑
等离子性纳米杂化棒进行改性，使纳米杂化棒表面带负电荷，得到带负电荷的纳米杂化棒溶液；将基质依次进行硅烷改性和纳米球光刻技术处理，使基质表面形成带正电荷的周期性位点，得到图案化基质；将图案化基质置于带负电荷的纳米杂化棒溶液中，施加磁场，吸附取向后，即可得到动态可重构等离子体二维有序纳米阵列。2.根据权利要求1所述的一种动态可重构等离子体二维有序纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述的磁性
‑
等离子性纳米杂化棒包括Fe3O4‑
Au纳米杂化棒、Fe3O4‑
Ag纳米杂化棒、Co3O4‑
Au纳米杂化棒、Co3O4‑
Ag纳米杂化棒、NiO
‑
Au纳米杂化棒或NiO
‑
Ag纳米杂化棒，直径为20
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100nm，长度为50
‑
800nm；改性过程中使用的改性剂包括柠檬酸盐。3.根据权利要求1所述的一种动态可重构等离子体二维有序纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述的基质包括硅片或石英片；硅烷改性中使用的硅烷包括氨基硅烷偶联剂；所述的纳米球为聚苯乙烯纳米球，尺寸为200
‑
1000nm。4.根据权利要求1所述的一种动态可重构等离子体二维有序纳米阵列的制备方法，其特征在于，形成图案化基质的具体过程包括以下步骤：(1)将基质置于硅烷溶液中，反应后，干燥，完成硅烷改性；(2
‑
1)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂志鸿，王亚子，李红艳，叶顺盛，杨帆，
申请(专利权)人：复旦大学义乌研究院，
类型：发明
国别省市：