作者:David Norris 来源:《科学》 发布时间:2009-8-28 11:18:15
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等离子光学技术研究获新进展

 
美国科学家最近发展出一种方法,能在金属薄膜表面制作非常平坦的图案,使表面等离子(surface plasmons)在薄膜上的传播距离得以加倍。这种名为“模版剥离”(template stripping)的新方法能简化金属薄膜的制程,而且只需要便宜的硅晶圆与黏着剂,因此有助于制造新型太阳能电池与其它等离子光学(plasmonic)组件。这项由明尼苏达大学的David Norris等人所发展的技术,是先将铜、金或银等金属沉积在事先图案化的硅晶圆模版上,接着加入黏着剂到沉积的金属薄膜中,最后将金属与黏着剂一起剥离硅晶圆,以产生具有图案且极为平坦的金属表面。Norris表示,模版剥离方法常见于扫描式穿隧显微术及自组装单膜层领域,但等离子光学研究社群中常用刻蚀而非剥离法来移除硅模版。
 
硅晶圆模版是以离子束蚀刻法制作,刻蚀过程中等离子吸收的离子只会留在硅模版中,不会转移到沉积于模版上的金属薄膜。这种模版的另一个优点是能重复使用,目前研究人员已使用相同模版超过30次,而且以这种方法制作出银的牛眼结构(bull’s eyes)、金质金字塔、三角形沟槽以及纳米洞阵列等结构。
 
为了测试表面等离子在上述表面的传递情形,研究团队制造了厚200 nm、具沟槽结构的银薄膜,并以离子束刻蚀切出一个狭缝,再以光照射狭缝产生表面等离子横越金属表面,最后抵达沟槽结构而散射光。测量散射光强度随沟槽间距变化的结果显示,表面等离子可以传递超过10 μm,远超过先前实验记录的4~5 μm,已接近理论预测上限。
 
该团队希望能将模版剥离法应用在其它等离子光学应用中,尤其是表面增强拉曼光谱学中能增进分子与生物检测灵敏度的金膜或银膜,许多研究团队都已证明它的作用,但缺乏可重复的实验的技术,而模版剥离法应该有机会解决这个问题。详见《科学》(Science 325, p.594 (2009) [DOI: 10.1126/science.1174655])。(来源:光电新闻网)
 
 
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