[发明专利]可调控的介质手性纳米增强装置及系统

说明书

本申请涉及可调控的介质手性纳米增强装置及系统，具体而言，涉及手性装置领域。本申请提供可调控的介质手性纳米增强装置，装置包括：基底、介质层、二硫化物层和复合结构层；该光信号在该复合结构层与介质层中产生导模共振，并在金属上表面产生表面产生表面等离极化激元共振，进而使得该二硫化物层的热损耗和表面电流增强，从而增强该复合结构层的光学手性，最终实现对手性增强的目的；由于该第二纳米棒、第三纳米棒、第四纳米棒和第五纳米棒的材料为相变材料，温度改变使得第二纳米棒、第三纳米棒、第四纳米棒和第五纳米棒的电导率的变化，从而引起本申请的装置的折射率的变化，即本申请可以通过改变温度，实现对CD信号的动态调控。

技术领域

本申请涉及手性装置领域，具体而言，涉及一种可调控的介质手性纳米增强装置及系统。

背景技术

手性是指结构的几何特性，即不能通过简单的旋转或平移而与其镜像叠加。手性在自然界中广泛存在，例如DNA和蛋白质。圆二色性是指手性材料由于折射率虚部的差异导致对左旋圆偏振光（LCP）和右旋圆偏振（RCP）光具有吸收或者透射差异。近年来人造手性纳米结构因其具有天然手性材料所不能呈现的光学特性而被广泛研究，如圆二色性（CD）、不对称传输效应（AT）、负折射率等。CD光谱已经被用于手性传感、选择性热辐射、手性成像等。

现有技术中，研究人员探索了基于金属的局部表面等离极化激元(LSP)和表面等离极化激元（SPP）的手性增强纳米结构。对于手性金属纳米系统，可以通过添加石墨烯产生杂化表面等离激元以增强CD信号，并且通过调节石墨烯的费米能级、电压控制等方式可主动调控CD信号。然而手性金属纳米系统光学损耗较强，此外石墨烯的表面等离激元存在于太赫兹和中远红外频率范围内。

现有技术中的手性介质结构，在可见光波段对圆二色性的增强较弱，且无法动态调控CD信号。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种可调控的介质手性纳米增强装置及系统，以解决现有技术中使得现有技术中的手性介质结构，在可见光波段对圆二色性的增强较弱，且无法动态调控CD信号的问题。

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，本申请提供一种可调控的介质手性纳米增强装置，装置包括：基底、介质层、二硫化物层和复合结构层；介质层设置在基底的一侧，二硫化物层设置在介质层远离基底的一侧，复合结构层设置在二硫化物层远离基底的一侧，复合结构层包括多个纳米结构部，每个纳米结构部均包括第一纳米棒、第二纳米棒、第三纳米棒、第四纳米棒和第五纳米棒，第二纳米棒、第三纳米棒、第四纳米棒和第五纳米棒均倾斜设置在第一纳米棒的侧壁上，且第二纳米棒、第三纳米棒、第四纳米棒和第五纳米棒中至少一个的材料为相变材料。

可选地，该纳米结构部的平行于第一纳米棒的轴向长度为460nm-500nm，纳米结构部的垂直于第一纳米棒的轴向长度为460nm-480nm。

可选地，该第二纳米棒和第三纳米棒同一点之间的距离为140nm-190nm。

可选地，该第四纳米棒和第五纳米棒同一点之间的距离为140nm-190nm。

可选地，该第二纳米棒的长度与第三纳米棒的长度不相等，第四纳米棒的长度与第五纳米棒的长度不相等。

可选地，该第二纳米棒、第三纳米棒、第四纳米棒和第五纳米棒与第一纳米棒的侧壁的夹角均为45度。

可选地，该二硫化物层的材料为MoS₂和/或WS₂。

可选地，该基底的材料为金和/或银。

可选地，该第一纳米棒的材料为高折射率材料。