CN110320586A - 一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，包括衬底层所述衬底层上设置有周期排列的结构单元，结构单元包括第一金属纳米棒、第二金属纳米棒；第一金属纳米棒的后侧面与第二金属纳米棒的前侧面相邻；所述第一金属纳米棒向左侧倾斜，所述第二金属纳米棒向右侧倾斜；该基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，结构简单，制作工艺简单，便于大规模生产制作，具有很好的圆二色性，能够将圆二色性提高到10%～20%，使得圆二色性更加的突出，为圆二色性的应用奠定基础，最重要的一点，该基于倾斜纳米棒的圆二色性结构可以设置两个金属纳米棒不同角度的倾斜，使得两个金属纳米棒之间的夹度可调，从而实现圆二色性的调节。
Description
技术领域
本发明属于光学结构技术领域，具体涉及一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构。
背景技术
圆偏振光原理是当两束同频率、振动方向互相垂直，且有(2n+1/2)π的位相关系，这两平面偏振光叠加后可得到圆偏振光；当线偏振光垂直入射到四分之一波片时，若是线偏振光的振动方向与四分之一波片的光轴夹角为正负45°时，从四分之一波片出射的光即为圆偏振光。
圆偏振光的吸收性、圆二色性吸引了很多科研人员对其进行研究，如何提高圆偏振光的吸收性、圆二色性有着重要的意义。圆偏振光可以用来检测手性结构，根据已经公开的技术，圆二色性(CD,circulardichroism)是研究手性化合物一个十分重要的手段,在特定波长上的科顿效应的正、负与旋光谱的左、右旋一样,对手性对映体的宏观标识具有同等作用,并可通过一些规则对手性对映体的绝对构型进行判定。
手性一词源于希腊语，表示结构的对称性，在多种学科中都有重要的意义。如果某物体与其镜像不同，则其被称为"手性的"，且其镜像是不能与原物体重合的，就如同左手和右手互为镜像而无法叠合。手性是生命过程的基本特征，构成生命体的有机分子绝大多数都是手性分子。圆偏振光可以用来检测这些手性分子。
因此，如何提高圆偏振光的吸收性、圆二色性等特性，有着非常重要的意义。
现有技术中提供的一些光学结构，圆偏振光的圆二色性，一般在10%以内，很少有超过10%的光学结构，圆二色性存在着很大的不足。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构。
为此，本发明提供了一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，包括衬底层所述衬底层上设置有周期排列的结构单元，所述结构单元包括第一金属纳米棒、第二金属纳米棒；所述第一金属纳米棒的后侧面与第二金属纳米棒的前侧面相邻；所述第一金属纳米棒向左侧倾斜，所述第二金属纳米棒向右侧倾斜。
所述第一金属纳米棒、第二金属纳米棒之间的缝隙为0nm～30nm。
所述第一金属纳米棒、第二金属纳米棒之间的缝隙为20nm。
所述衬底层的厚度为5nm～20nm。
所述第一金属纳米棒、第二金属纳米棒的之间的夹角为20°～60°。
所述第一金属纳米棒、第二金属纳米棒均由金制成。
所述衬底由二氧化硅制成。
所述结构单元排列的周期为100nm～300nm。
所述结构单元排列的周期为200nm。
本发明的有益效果：本发明提供的这种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，结构简单，制作工艺简单，便于大规模生产制作，具有很好的圆二色性，能够将圆二色性提高到10%～20%，使得圆二色性更加的突出，为圆二色性的应用奠定基础，最重要的一点，该基于倾斜纳米棒的圆二色性结构可以设置两个金属纳米棒不同角度的倾斜，使得两个金属纳米棒之间的夹度可调，从而实现圆二色性的调节。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是结构单元的结构示意图。
图2是基于倾斜纳米棒的圆二色性结构的结构示意图。
图3是基于倾斜纳米棒的圆二色性结构的圆二色性示意图一。
图4是基于倾斜纳米棒的圆二色性结构的圆二色性示意图二。
图5是基于倾斜纳米棒的圆二色性结构的圆二色性示意图三。
图中：1、衬底层；2、结构单元；3、第一金属纳米棒；4、第二金属纳米棒。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
在实施例中所述的方向：前、后向为图1所示的y方向，左、右向为图1所示的x方向。
本实施例提供了一种如图2所示的基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，包括衬底层1，衬底层1主要起着透光、支撑的作用，因此，衬底5可以由二氧化硅、或者透光性好的玻璃制成；如图1所示，所述衬底层1上设置有周期排列的结构单元2，所述结构单元2包括第一金属纳米棒3、第二金属纳米棒4；所述第一金属纳米棒3的后侧面与第二金属纳米棒4的前侧面相邻；所述第一金属纳米棒3向左侧倾斜，所述第二金属纳米棒4向右侧倾斜，这样就可以在第一金属纳米棒3于第二金属纳米棒4之间形成一个夹角；所述衬底5设置于第二金属纳米棒4的右侧，这样就可以形成手性个性；当圆偏振光入射到结构单元2上时，能够产生圆二色性；需要说明的是，第一金属纳米棒3与第二金属纳米棒4相对于水平面的倾斜角度是相同的，这样可以使得第一金属纳米棒3与第二金属纳米棒4形成的夹角不会出现偏斜，第一金属纳米棒3与第二金属纳米棒4的尺寸完全相同；实际应用的时候，能够确保入射的圆偏振光的产生的圆二色性受单一的变量因素的影响，发生变化；实际应用的时候，一般是是改变第一金属纳米棒3与第二金属纳米棒4形成的夹角进行圆二色性的调节。
所述第一金属纳米棒3、第二金属纳米棒4之间的缝隙为0nm～30nm，优先的，所述第一金属纳米棒3、第二金属纳米棒4之间的缝隙为20nm。
所述衬底层1的厚度为5nm～20nm，优先的，所述衬底层1的厚度设定为10nm。
所述第一金属纳米棒3、第二金属纳米棒4的之间的夹角为20°～60°，优先的，可以选择30°，45°等。
进一步的，所述第一金属纳米棒3、第二金属纳米棒4均由金制成。
所述衬底5由二氧化硅制成。
进一步的，所述结构单元2排列的周期为100nm～300nm；优先的，所述结构单元2排列的周期为200nm。
实施例2
在实施例1的基础上，如图3所示，为结构单元2排列的周期为200nm；并且第一金属纳米棒3、第二金属纳米棒4的尺寸：长×宽×高是40nm×40 nm×60nm，衬底层1的厚度是10nm；第一金属纳米棒3与第二金属纳米棒4之间的间隙为20nm；第一金属纳米棒3与第二金属纳米棒4形成的夹角为60°；入射光的波长在400nm～1200nm时的圆二色性显示图，由图中可知，在入射光的波长为740nm时，圆二色性最为突出，最好的圆二色性可以达到0.06；在入射光的波长为600nm时，也出现一个圆二色性的峰值，圆二色性可以仅为0.03左右，该基于倾斜纳米棒的圆二色性结构的圆二色性与现有技术的圆二色性比较接近，主要优点是该结构为立体的三维结构，并且结构简单，便于制作。
实施例3
在实施例1的基础上，如图4所示，为结构单元2排列的周期为200nm；并且第一金属纳米棒3、第二金属纳米棒4的尺寸：长×宽×高是40nm×40 nm×60nm，衬底层1的厚度是10nm；第一金属纳米棒3与第二金属纳米棒4之间的间隙为0nm；第一金属纳米棒3与第二金属纳米棒4形成的夹角为20°；入射光的波长在400nm～1200nm时的圆二色性显示图，由图中可知，在入射光的波长为840nm时，圆二色性最为突出，最好的圆二色性可接近0.13；在入射光的波长为600nm时，也出现一个圆二色性的峰值，圆二色性可以仅为0.03左右，该基于倾斜纳米棒的圆二色性结构的圆二色性与现有技术的圆二色性比较接近，相对于实施例2所述的方案，其圆二色性具有显著的提高。
实施例4
在实施例1的基础上，如图5所示，为结构单元2排列的周期为200nm；并且第一金属纳米棒3、第二金属纳米棒4的尺寸：长×宽×高是40nm×40 nm×60nm，衬底层1的厚度是10nm；第一金属纳米棒3与第二金属纳米棒4之间的间隙为0nm；第一金属纳米棒3与第二金属纳米棒4形成的夹角为20°；入射光的波长在400nm～1200nm时的圆二色性显示图，由图中可知，在入射光的波长为840nm时，圆二色性最为突出，最好的圆二色性可接近0.15；在入射光的波长为600nm时，也出现一个圆二色性的峰值，圆二色性可以仅为0.03左右，该基于倾斜纳米棒的圆二色性结构的圆二色性与现有技术的圆二色性比较接近，相对于实施例2所述的方案，其圆二色性进一步的提高。
综上所述，该基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，结构简单，制作工艺简单，便于大规模生产制作，具有很好的圆二色性，能够将圆二色性提高到10%～20%，使得圆二色性更加的突出，为圆二色性的应用奠定基础，最重要的一点，该基于倾斜纳米棒的圆二色性结构可以设置两个金属纳米棒不同角度的倾斜，使得两个金属纳米棒之间的夹度可调，从而实现圆二色性的调节，可以将该基于倾斜纳米棒的圆二色性结构应用于制作压力传感器，由压力改变一金属纳米棒2、第二金属纳米棒4之间的夹角，从而使得入射光的圆二色性发生改变，根据圆二色性的变化来检测压力的大小。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，其特征在于：包括衬底层（1），所述衬底层（1）上设置有周期排列的结构单元（2），所述结构单元（2）包括第一金属纳米棒（3）、第二金属纳米棒（4）；所述第一金属纳米棒（3）的后侧面与第二金属纳米棒（4）的前侧面相邻；所述第一金属纳米棒（3）向左侧倾斜，所述第二金属纳米棒（4）向右侧倾斜。
2.如权利要求1所述的一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，其特征在于：所述第一金属纳米棒（3）、第二金属纳米棒（4）之间的缝隙为0nm～30nm。
3.如权利要求2所述的一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，其特征在于：所述第一金属纳米棒（3）、第二金属纳米棒（4）之间的缝隙为20nm。
4.如权利要求1所述的一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，其特征在于：所述衬底层（1）的厚度为5nm～20nm。
5.如权利要求1所述的一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，其特征在于：所述第一金属纳米棒（3）、第二金属纳米棒（4）的之间的夹角为20°～60°。
6.如权利要求1所述的一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，其特征在于：所述第一金属纳米棒（3）、第二金属纳米棒（4）均由金制成。
7.如权利要求1所述的一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，其特征在于：所述衬底（5）由二氧化硅制成。
8.如权利要求1所述的一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，其特征在于：所述结构单元（2）排列的周期为100nm～300nm。
9.如权利要求1所述的一种基于倾斜纳米棒的圆二色性结构，其特征在于：所述结构单元（2）排列的周期为200nm。
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|---|---|---|---|---|
| CN111983254A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-24 | 刘翡琼 | 一种流速传感器 |
| CN113835140A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-12-24 | 电子科技大学 | 一种实现圆二色性的异质金属网状超材料结构 |
| CN114167529A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-11 | 北京化工大学 | 一种手性调控电磁诱导透明现象的结构 |
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2019
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