[发明专利]三维手性结构及制备方法

说明书

本发明一种三维手性结构及制备方法，主要涉及光学手性结构领域。本申请提供的三维手性结构将柱体阵列模板设置在基底上，柱体阵列模板中每个柱体结构远离基底的一端均蒸镀有两个金属结构，其中，每个金属结构包裹柱体阵列模板中的柱体结构的同一个交点的三条棱，即该金属结构存在尖端，在尖端效应的作用下，该金属结构的尖端处会产生较大的电场，该电场会增加该三维手性结构的手性场，进而增加该三维手性结构的手性信号或圆二色性信号。

技术领域

本发明光学手性结构领域，主要涉及一种三维手性结构及制备方法。

背景技术

手性结构在光学中极为重要，手性结构是指具有手性的结构，手性是指与其镜像不相同不能互相重合的具有一定构型或构象的分子。

现有技术中，手性结构的制备方法一般为通过胶体自组装的模板做阴影沉积，根据沉积角度，时间，材料的不同制备各种不同的三维手性结构，或者还有一种比较精确的方法是通过干法刻蚀的多次刻蚀，通过每层刻蚀的形状，相对位置的不同可以制备出各种形状的三维手性结构。

但是，第一种方法制备的三维手性结构的精度较差，并且胶体模板的阴影有限不能制备厚度较大的结构，第二种方法不能制备较复杂的三维手性结构，只能制备层层堆叠的手性结构，其不对称性都比较小，得到的手性信号也比较小，并且层与层之间的相对位置比较难控制。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种三维手性结构及制备方法，以解决现有技术中制备的三维手性结构的精度较差，并且胶体模板的阴影有限不能制备厚度较大的结构，不能制备较复杂的三维手性结构，只能制备层层堆叠的手性结构，其不对称性都比较小，得到的手性信号也比较小，并且层与层之间的相对位置比较难控制的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种三维手性结构，三维手性结构包括：基底、柱体阵列模板和金属结构；柱体阵列模板设置在基底上，柱体阵列模板中每个柱体结构远离基底的一端均蒸镀有两个金属结构，其中，每个金属结构包裹柱体阵列模板中的柱体结构的同一个交点的三条棱。

可选的，该三维手性结构中一个周期内有两个形状不同的柱状结构。

可选的，该三维手性结构中一个周期内有两个高度不同的柱状结构。

可选的，该三维手性结构还包括包裹层，包裹层设置在三维手性结构的柱体的侧面，并且包裹层包裹三维手性结构的柱体侧面一圈。

第二方面，本申请提供另一种三维手性结构的制备方法，应用于第一方面任意一项的三维手性结构的制备，该制备方法包括：使用电子束在基底上曝光刻蚀方形周期孔洞阵列；使用电子束蒸发镀膜仪在方形周期孔洞阵列中的孔洞中垂直蒸镀介质材料，得到蒸镀后的柱状阵列模板；使用电子束蒸发镀膜仪在柱状阵列模板中的柱状结构上蒸镀两次金属材料，得到带有金属结构的三维手性结构。

可选的，该使用电子束蒸发镀膜仪在方形周期孔洞阵列中的孔洞中垂直蒸镀介质材料，得到蒸镀后的柱状阵列模板步骤包括：使用电子束蒸发镀膜仪在方形周期孔洞阵列中的孔洞中垂直蒸镀二氧化硅，得到二氧化硅结构；将二氧化硅结构放入预设溶液中侵泡，得到除胶的柱状阵列模板。

可选的，该使用电子束蒸发镀膜仪在柱状阵列模板中的柱状结构上蒸镀两次金属材料，得到三维手性结构的步骤包括：将电子束蒸发镀膜仪保持与柱状阵列模板中的柱状结构的方位角为45度，倾斜角为30度使用金属材料进行第一次蒸镀；将电子束蒸发镀膜仪进行选装保持与柱状阵列模板中的柱状结构方位角为135度，倾斜角为60度使用金属材料进行第二次蒸镀，得到三维手性结构。

可选的，该使用电子束蒸发镀膜仪在柱状阵列模板中的柱状结构上蒸镀两次金属材料，得到带有金属结构的三维手性结构的步骤之后还包括：使用电子束蒸发镀膜仪在三维手性结构的柱体的侧面使用金属材料进行蒸镀。