[发明专利]一种实现非对称传输的微纳金属结构及其制备方法

权利要求书

1.一种实现非对称传输的微纳金属结构，其特征在于：所述结构由多个结构相同的周期单元上下、左右连接而成，且所有周期单元均位于同一平面；

所述每个周期单元中包含有一个结构单元；所述结构单元包括横体Ⅰ（1）、横体Ⅱ（2）、横体Ⅲ（3）、横体Ⅳ（4）和竖体（5），横体Ⅰ（1）、横体Ⅱ（2）、横体Ⅲ（3）、横体Ⅳ（4）和竖体（5）均为长方体，且横体Ⅰ（1）、横体Ⅱ（2）、横体Ⅲ（3）、横体Ⅳ（4）和竖体（5）为一体成型结构；

所述横体Ⅰ（1）、横体Ⅱ（2）、横体Ⅲ（3）和横体Ⅳ（4）由上及下依次排列且与所述竖体（5）垂直相连；所述横体Ⅰ（1）、横体Ⅱ（2）、横体Ⅲ（3）、横体Ⅳ（4）之间间隔相等且互相平行；所述横体Ⅰ（1）、横体Ⅱ（2）的左顶端与所述竖体（5）连接，分布在所述竖体（5）的右侧，所述横体Ⅲ（3）、横体Ⅳ（4）的右顶端与所述竖体（5）连接，分布在所述竖体（5）的左侧；

横体Ⅰ（1）的上顶面与竖体（5）的上顶面齐平，横体Ⅳ（4）的下底面与竖体（5）的下底面齐平；所述横体Ⅰ（1）、横体Ⅱ（2）、横体Ⅲ（3）和横体Ⅳ（4）结构相同；所述竖体（5）的长度大于所述横体Ⅰ（1）宽度的4倍，所述竖体（5）的宽度和所述横体Ⅰ（1）宽度相等；

所述结构单元的材料为金。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：横体Ⅰ（1）、横体Ⅱ（2）、横体Ⅲ（3）和横体Ⅳ（4）的长度均为a=90~150nm，相邻两个横体的间隔距离d=30~70nm；竖体（5）长度为b=270nm；横体Ⅰ（1）、横体Ⅱ（2）、横体Ⅲ（3）、横体Ⅳ（4）和竖体（5）的宽度均为w=30nm，横体Ⅰ（1）、横体Ⅱ（2）、横体Ⅲ（3）、横体Ⅳ（4）和竖体（5）厚度均为h=30nm；周期边长Px=Py=400nm。

3.权利要求1或2所述的结构的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，准备基底：准备ITO玻璃基底并清洗吹干；

步骤2，涂光刻胶：用甩胶机在步骤1准备好的ITO玻璃基底上涂覆PMMA光刻胶；

步骤3，涂胶后烘干：将步骤2涂覆PMMA光刻胶的基底放在热板上烘干；

步骤4，电子束曝光结构图形：用图形发生器设计权利要求1或2所述的结构图形，并用电子束曝光图形，得到曝光后的基底；曝光时，电子束对所述结构的图形部分的PMMA光刻胶进行刻蚀；

步骤5，显影：常温下，将步骤4中曝光好的基底放入显影液中浸泡显影；

步骤6，定影：将步骤5浸泡显影后的基底放入定影液中浸泡定影，定影完成后将基底取出，用氮气吹干；

步骤7，定影后烘干：将步骤6浸泡定影后并吹干的基底放在热板上烘干；

步骤8，镀金：将步骤7定影后烘干的基底放入电子束真空蒸发镀膜机镀金，蒸镀完冷却10min～20min后再取出；

步骤9，剥离PMMA光刻胶：采用lift-off工艺，将步骤8真空镀金后的基底泡在丙酮中，时间至少为30min，溶解电子束PMMA光刻胶；

步骤10，吹干：用氮气枪吹干步骤9得到的剥离PMMA光刻胶后的基底，得到所述实现非对称传输的微纳金属结构。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1具体操作为：准备厚度为1.0mm，长宽尺寸为20.0mm×20.0mm的ITO玻璃，并将准备的ITO玻璃放入洗涤液中清洗，用去离子水超声15min后，用丙酮超声15min，再用酒精超声15min，之后用去离子水超声5min，最后用氮气枪吹干后放入氮气柜中备用。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中光刻胶的厚度为270nm，所述甩胶机的转速为4000rpm，时间为60 s。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3和步骤7中烘干的温度为150℃，时间为3min。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5中浸泡显影的时间为60s。