一種基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光電子領域，具體是一種基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在光電子領域中，器件表面經常需要鍍一層金屬薄膜做電極或增加導電性，這種技術在太陽能電池、電鏡檢測、微納加工等領域應用廣泛。然而金屬薄膜本身對入射光的低透過率和高反射率使得極少量入射光到達器件本身，影響器件本身的性能。傳統(tǒng)方法通過鍍一層介質膜，利用多光束干涉原理增加金屬薄膜透光性，但表面覆蓋的介質膜改變了原有金屬表面的電學性質。目前還沒有有效的解決方法，能夠既提高器件的光學性能，又不影響金屬薄膜電學性質。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有構想與技術的不足，利用二維光柵結構可以激發(fā)金屬薄膜表面等離子激元共振的特性，提出了一種基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明采用了全金屬結構，具體解決方案如下:
本發(fā)明增透系統(tǒng)沿光線傳播方向依次包括高度為30?SOnm的二維光柵結構、厚度小于50nm的金屬薄膜、透明襯底；
所述的透明襯底主要起支撐二維光柵結構和金屬薄膜作用，對入射光幾乎透明，沒有吸收；可以選擇普通玻璃(Si02)、藍寶石玻璃(Al2O3)、透明塑料等；
所述的金屬薄膜主要起導電作用，但本身對入射光有較高的反射率和較低的透射率；所述的二維光柵結構在金屬薄膜表面呈周期性陣列分布；入射光透射峰值波長大小由二維光柵結構的陣列周期決定。
[0005]所述的二維光柵結構起增透作用，入射光照射在有二維光柵結構的金屬薄膜上，會激發(fā)金屬薄膜表面等離子激元共振，從而增強金屬薄膜對入射光的透射率。
所述的二維光柵結構通過金屬剝離工藝實現(xiàn)。
[0006]所述的二維光柵結構形狀為圓形、圓環(huán)形、四邊形、三角形中的一種或由上述幾種形狀結構的任意組合。
[0007]作為優(yōu)選，所述的二維光柵結構的材料是與金屬薄膜材料相同的金屬材料。
[0008]本發(fā)明具有的有益效果是:本發(fā)明利用二維光柵結構調制入射光，激發(fā)金屬薄膜表面等離子激元共振，實現(xiàn)對選擇波長的增透，通過調節(jié)二維光柵結構的陳列周期可以調節(jié)透射峰值波長。本結構采用全金屬結構，既提高器件的光學性能，又不影響金屬薄膜電學性質，極大改善了器件的性能，對于光電子技術的發(fā)展具有極大的促進作用。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)示意圖；
圖2(a)為實施例1所述有無二維光柵結構的金屬薄膜光透過率示意圖； 圖2(b)為實施例1所述有無二維光柵結構的金屬薄膜增透倍率示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細說明:本實施方式案例以本發(fā)明提出的基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)為前提，但本發(fā)明的保護范圍并不限于下述實施方式與案例。
[0011]如圖1所示，一種基于種基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)包括二維光柵結構
(1)、金屬薄膜(2)和透明襯底(3)的光電子器件。二維圓盤形光柵結構位于金屬薄膜上，光柵結構和金屬薄膜材質為金材質，其中圓盤形光柵結構周期1400nm,半徑500nm,高度50nm,金屬薄膜厚度20nmo
[0012]基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)制作過程包括以下步驟:
I)在清潔的透明襯底，如普通玻璃(Si02)襯底沉積厚度20nm的金屬。
[0013]2)在沉積的金屬薄膜上均勻涂上適當厚度光刻膠，用電子束曝光工藝在光刻膠上曝光出周期性圖案。
[0014]3)然后進行顯影，定影。
[0015]4)沉積50nm同種金屬
5)超聲處理除去殘余的光刻膠，得到二維光柵結構和金屬薄膜。
[0016]如圖2 (a)所示，器件尺寸結構與實施例1相同，在考慮本增透系統(tǒng)整體透光率情況下，研宄有無二維光柵結構對同樣20nm金屬薄膜透過率影響。從圖2 (a)看出，在入射波長1410-1460nm范圍內，有二維光柵結構的金屬薄膜透過率明顯高于沒有二維光柵結構的金屬薄膜，峰值透射率從5.6%上升到40%。透射率峰值波長與二維光柵結構周期接近。如圖2 (b)所示，在峰值波長1426nm處，有二維光柵結構的金屬薄膜透過率是沒有二維光柵結構的金屬薄膜的7倍。
【主權項】
1.一種基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)，其特征在于沿光線傳播方向依次包括二維光柵結構、金屬薄膜、透明襯底，其中二維光柵結構采用金屬材料。
2.根據權利要求1所述的一種基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)，其特征在于所述的二維光柵結構由與金屬薄膜相同的金屬材料構成。
3.根據權利要求1所述的一種基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)，其特征在于所述的二維光柵結構高度為30?80nm,金屬薄膜厚度小于50nm。
4.根據權利要求1所述的一種基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)，其特征在于所述的二維光柵結構形狀為圓形、圓環(huán)形、四邊形、三角形中的一種或由上述幾種形狀結構的任意組合。
5.根據權利要求1所述的一種基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)，其特征在于所述的二維光柵結構在金屬薄膜表面呈周期性陣列分布。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于二維光柵結構的全金屬增透系統(tǒng)。在光電子領域中，器件表面經常需要鍍一層金屬薄膜做電極或增加導電性，金屬薄膜本身對入射光的低透過率和高反射率使得極少量入射光到達器件本身，影響器件本身的性能。本發(fā)明首次提出全金屬結構的增透系統(tǒng)，通過在金屬薄膜表面制作二維光柵結構，激發(fā)金屬薄膜表面等離子激元共振，實現(xiàn)對特定入射波長的數倍的增透作用，極大改善了器件的性能，對于光電子技術的發(fā)展具有極大的促進作用。
【IPC分類】G02B1-11
【公開號】CN104777528
【申請?zhí)枴緾N201510108550
【發(fā)明人】曲俞睿, 李強, 仇旻
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年3月12日