基于纳米压印的超材料近红外吸收器制备研究

《基于纳米压印的超材料近红外吸收器制备研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文基于纳米压印的超材料近红外吸收器制备研究作者姓名：姜祎祎指导教师:王兴军研究员上海技术物理研究所陈刚研究员上海技术物理研究所学位类别:硕士学科专业:微电子学与固体电子学研究方向：纳米材料，纳米光电子学及微纳加工技术培养单位:上海技术物理研究所2016年4月学位论文版权使用授权书本人完全了解中国科学院大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文。本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程

2、的内容，愿意将学位论文提交《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社，编入CNKI学位论文全文数据库并充实到“学位论文学术不端行为检测系统”比对资源库，同意按章程规定享受相关权益。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日StudyonametamaterialperfectabsorberfabricatedwithnanoimprintlithographyByJIANGYiyiADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfi

3、llmentoftherequirementForthedegreeofMasterShanghaiInstituteofTechnicalPhysicsMonth4,Year2016致谢致谢研究生三年期间，收获颇多也成长颇多。第一年在中科大学习，对课题与实验室的了解甚少，第二年开始到所里学习，还记得最初面对导师、第一次进实验室的忐忐忑忑。到后来对实验流程的熟门熟路，最后终于成功地做出了一批样品，中间经历了非常多的挫折，犯过无数的错误，打碎过很多的培养皿，样品做了几百个，厚厚的实验记录本也记录着我的成长史。实验的成功离不开我的导师陈刚研究员的指导与

4、帮助，他在这个课题中所做的努力和我一样多，他是我最首先要感谢的人。陈刚老师是个极其耐心、负责、和善、追求完美的导师，教会了我处理和解决问题的能力，非常关心课题的进程，对实验中出现的难题都会帮忙寻找各种途径解决，即使因为我的粗心或考虑不周全犯了很多错误，他也不责怪，帮助我弥补错误，是我学习的楷模。特别感谢颜全、张斌、杜磊、程纪伟、唐伟伟、张旭涛、李浩同学，还有其他同学、师兄师姐、师弟师妹给予我实验上的极大的帮助！感谢他们每一个人，没有他们的帮助，我的实验无法顺利地进行。感谢郝加明研究员、王兴军研究员、王少伟研究员、孙艳研究员、李天信研究员、徐鹤靓研究

5、员、周靖研究员等老师给予我实验上的指导与设备上的支持！感谢景友亮师兄、刘星星师兄、周纬师兄对我数据处理及软件操作上的帮助与指导！感谢唐伟伟、任月敏、王敏敏、王梅竹、杨敏珠等同学近三年的陪伴，她们的支持和鼓励帮助我努力前行，在我为课题焦头烂额的时候，在我遭遇各种失败的时候，鼓励我，给我生活带来欢乐。感谢妈妈，一直支持我、相信我，从不怀疑我的能力，在我忙碌以至于忽略她的时候，依然鼓励我要加油。感谢技物所的栽培，感谢研究生部不厌其烦的帮助与指导！作者姜祎祎2016年4月I摘要摘要超材料近完美吸收器可实现对无线电、微波、太赫兹、红外到可见光波段的入射光的近

6、100%吸收。应用广泛，如太阳能光伏、空间光调制器、传感器、红外隐身、光电探测等。超材料近完美吸收器的结构通常由金属颗粒-介质层-金属反射层构成，其高吸收率来源于表面金属颗粒、介质层之间产生的局域等离子体激元共振(LSPR)。在入射电磁波的激发下，金属颗粒中的电荷发生集体振荡，颗粒的光学吸收在等离激元共振频率处达到最大，并且显示近场幅度增强。有研究证明，超材料近完美吸收器的吸收特性与金属颗粒的尺寸、形貌和介质层的材料和厚度密切相关。纳米颗粒、纳米孔、纳米球等一些可精确控制形状、尺寸、间距的金属纳米结构制备方法的发展，促进了局域等离激元的研究。金属微

7、纳结构的加工方法主要有：光刻、电子束曝光、极紫外光刻、激光直写、纳米压印等。普通光刻分辨率较低，极紫外光刻、电子束曝光技术、激光直写成本高且效率低，纳米压印在批量制备纳米级别尺寸的结构具有绝对的优势。我们设计优化了一个在近红外波段1.2微米具有近完美吸收的超材料吸收器，结构为金纳米圆颗粒-SiO2介质层-金反射层。以该设计为蓝图，利用紫外固化软压印技术制备了一系列具有不同介质层厚度的器件。紫外压印具有分辨率较高、对模板的损坏小、压印效率高、易脱模等优点，因此被我们选择作为金纳米可以的制备方法。使用PDMS作为压印模板，制备了一系列不同直径的结构，并

8、分析了实验参数对压印结构的影响。我们利用红外反射谱测量，定量研究了这些器件的吸收特性。实验结果证实，介质层厚度、金属颗粒尺