[发明专利]一种基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件及其制备方法和激发方法

权利要求书

1.一种基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件，其特征在于，包括面内各向异性极化激元材料薄膜和叠设于面内各向异性极化激元材料薄膜上的金属微纳天线结构；所述金属微纳天线结构由等离极化激元材料制成；

所述基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件的制备方法，包括如下步骤：

S1：在衬底上沉积面内各向异性极化激元材料薄膜；

S2：在面内各向异性极化激元材料薄膜上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯PMMA溶液，固化，曝光，然后用显影液去除曝光区域的聚甲基丙烯酸甲酯；

S3：在聚甲基丙烯酸甲酯上镀等离极化激元材料薄膜 ；

S4：去除未曝光区域的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA及其上的等离极化激元材料薄膜形成金属微纳天线结构，即得所述基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件；

所述曝光区域宽300nm，长度分别为2 .0μm、2 .6μm、3 .2μm、3 .8μm、4 .4μm、5 .0μm。

2.根据权利要求1所述基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件，其特征在于，所述面内各向异性极化激元材料为等离极化激元材料、声子极化激元材料或激子极化激元材料中的一种。

3. 根据权利要求2所述基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件，其特征在于，所述等离极化激元材料为WTe₂ 或黑磷；

所述声子极化激元材料为a-MoO₃或a-V₂O₅；

所述激子极化激元材料为WSe₂ 。

4. 根据权利要求1所述基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件，其特征在于，所述面内各向异性极化激元材料薄膜的横向尺寸为1~100000 μm，厚度为1~700 nm。

5.根据权利要求1所述基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件，其特征在于，所述等离极化激元材料为金、银、铝或铜。

6. 根据权利要求1所述基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件，其特征在于，所述金属微纳天线结构的尺寸为：长为1-1000 μm，宽为10-1000 nm，高度为10-1000nm。

7.根据权利要求1所述基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件，其特征在于，所述金属微纳天线结构的取向为薄膜所在的平面0-360°。

8. 根据权利要求1所述基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件，其特征在于，S1中所述衬底为SiO₂衬底、Si衬底、SiC衬底或玻璃；S2中所述显影液为甲基异丁酮；S2中所述曝光的曝光剂量为300 μC/cm²。

9. 权利要求1~7任一所述基于金属微纳天线的面内各向异性极化激元器件的激发方法，其特征在于，包括如下步骤：利用远场可控激发，远场入射光的光源到面内各向异性极化激元材料薄膜表面的距离大于1个入射光波长；远场入射光的频率为0.5–1500 cm^-1。