[发明专利]一种力响应性纳米量级光子晶体材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种力响应性纳米量级光子晶体材料的制备方法，采用电子束光刻技术和反应离子刻蚀技术，按预先设计的光子晶体结构参数，刻蚀出具有纳米量级图案的刚性模板作为填充模板，以力学性能优异的高弹性凝胶作为基体材料、粘弹性聚合物作为填充材料，通过填充模板的方式，将预先设计的光子晶体图案“高保真”地“转移”到粘弹性聚合物中，再经过旋涂、堆叠等步骤制得纳米量级的、结构可控的具有力响应性的光子晶体材料。本发明的制备方法相对于现有技术，具有工艺简单、流程短、工艺参数易于控制，模板可重复使用，产品精度等级高、质量稳定可靠，成本较低等特点。

主权项

一种力响应性纳米量级光子晶体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，带有光子晶体图案的石英模板的制备步骤(1)根据实际需要，预先设计光子晶体的结构参数，再根据光子晶体的结构参数，设计相应的石英模板的结构参数；(2)取一石英基片，利用电子束光刻技术和反应离子刻蚀技术，按设计的石英模板的结构参数，对石英基片进行表面刻蚀，得到带有光子晶体图案的石英模板；(3)对上述石英模板的图案进行表面防粘处理，备用；第二步，具有光子晶体结构的单层高弹性凝胶‑粘弹性聚合物复合层的制备步骤(1)取硅基片，依次在其表面上旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯作为粘结层、一层高弹性凝胶作为基体层；(2)将带有光子晶体图案的石英模板放置于硅基片的基体层上，并在石英模板的表面上旋涂一层粘弹性聚合物，将石英模板的图案填充满，并在紫外光下进行固化后移除石英模板，形成粘弹性聚合物光子晶体图案层，并对石英模板进行清洗和表面防粘处理；(3)在粘弹性聚合物光子晶体图案层上再旋涂一层高弹性凝胶，形成具有光子晶体结构的单层高弹性凝胶‑粘弹性聚合物复合层；第三步，具有光子晶体结构的多层高弹性凝胶‑粘弹性聚合物复合层的制备步骤(1)在具有光子晶体结构的单层高弹性凝胶‑粘弹性聚合物复合层上重复上述第二步的(2)～(3)若干次，堆叠形成所需厚度的以硅基片为衬底的具有光子晶体结构的多层高弹性凝胶‑粘弹性聚合物复合层；(2)将以硅基片为衬底的具有光子晶体结构的多层高弹性凝胶‑粘弹性聚合物复合层置于丙酮溶液中浸泡，溶去硅基片表面上的聚甲基丙烯酸甲酯粘结层，以使具有光子晶体结构的多层高弹性凝胶‑粘弹性聚合物复合层与硅基片分离，即得。