一种可调谐的圆二色性结构的制作方法

本发明涉及微纳光学技术领域，具体涉及一种可调谐的圆二色性结构。

背景技术：

手性一词源于希腊语，表示结构的对称性，在多种学科中都有重要的意义。如果某物体与其镜像不同，则其被称为“手性的”，且其镜像是不能与原物体重合的，就如同左手和右手互为镜像而无法叠合。手性是生命过程的基本特征，构成生命体的有机分子绝大多数都是手性分子。

根据已经公开的技术，圆二色性(CD,circular dichroism)是研究手性化合物一个十分重要的手段, 在特定波长上的科顿效应(Cotton Effect)的正、负与旋光谱的左、右旋一样,对手性对映体的宏观标识具有同等作用,并可通过一些规则对手性对映体的绝对构型进行判定。

自然存在的手性结构，圆二色性比较弱，不利于更广泛的应用。由于金属与光有更强烈的相互作用，金属纳米结构具有更强的圆二色性。所以实验人员一般才采用设计一些金属纳米结构与自然手性分子结合以增强自然手性分子的手性。但目前的人造微纳金属结构的圆二色性均无法调谐。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可调谐的圆二色性结构。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种可调谐的圆二色性结构，由下及上包括一衬底层和一纳米结构，所述纳米结构内部设有一调节块，所述调节块位于所述纳米结构的非对称

位置；所述纳米结构与所述调节块均为贵金属材料制成。

进一步地，所述纳米结构为一矩形框。

进一步地，所述调节块贯穿所述纳米结构；所述调节块与所述纳米结构所在平面垂直。

进一步地，所述衬底层与所述纳米结构之间还设有一调节层；所述纳米结构的下表面与所述调节层的上表面接触；所述调节块嵌入所述调节层上表面。

进一步地，所述调节层由电致伸缩材料制成。

进一步地，所述调节层由热膨胀材料制成。

进一步地，所述调节块与所述纳米结构所在平面具有一不等于0°或者90°的夹角。

进一步地，所述调节块为圆柱状、棱柱状或者锥形。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明通过在纳米结构内部设置调节块，通过调节调节块与纳米结构之间的相对位置，从而实现本发明圆二色性结构与入射光之间的耦合模式，从而改变本发明圆二色性结构表面的激发电场的位置与强度，从而改变本发明圆二色性结构的圆二色信号，实现调谐圆二色性的目的。

2、本发明公开了一种可调谐的圆二色性结构，通过设置纳米结构与调节块的，将调节块设于纳米结构内部非对称位置，形成手性结构，当入射光与照射到本发明圆二色性结构的表面时，入射光与本发明圆二色性结构发生耦合，产生强烈的吸收，从而产生很强的圆二色信号。

附图说明

图1是本申请实施例圆二色性结构的结构示意图；

图2是本申请实施例圆二色性结构的剖面示意图；

图3是本实施例圆二色性调节层结构示意图。

图4是本申请实施例圆二色性结构的圆二色光谱图一；

图5是本申请实施例圆二色性结构的圆二色光谱图二；

图中：1、衬底层；2、纳米结构；3、调节块；4、调节层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例为解决目前人造微纳金属结构的圆二色性均无法调谐的技术问题，提供了一种可调谐的圆二色性结构，如图1和图2所示，由下及上包括一衬底层1和一纳米结构2，纳米结构2内部设有一调节块3，调节块3位于纳米结构2的非对称位置，纳米结构2与调节块3均为贵金属材料制成。

具体而言：

纳米结构2为一矩形框，调节块3贯穿纳米结构2，调节块3与纳米结构2所在平面垂直。调节块3为圆柱状、棱柱状或者锥形。

本实施例一种可调谐的圆二色性结构，通过设置纳米结构2与调节块3的，将调节块3设于纳米结构2内部非对称位置，形成手性结构，当入射光与照射到本发明圆二色性结构的表面时，入射光与本发明圆二色性结构发生耦合，产生强烈的吸收，从而产生很强的圆二色信号。

本实施例通过在纳米结构2内部设置调节块3，通过调节调节块3与纳米结构2之间的相对位置，从而实现本发明圆二色性结构与入射光之间的耦合模式，从而改变本发明圆二色性结构表面的激发电场的位置与强度，从而改变本发明圆二色性结构的圆二色信号，实现调谐圆二色性的目的。

实施例2：

基于实施例1公开的一种可调谐的圆二色性结构，本实施例公开了本实施例可调谐的圆二色性结构随调节块3位置改变而改变的光谱图。如图4和图5所示，当调节块3分别位于纳米结构2的上表面、中部和下表面时，其圆二色性图谱。如图4中矩形标记线为调节块3位于纳米结构2下表面的圆二色性光谱图，我们可以清楚的看到，当调节块3位于纳米结构2的下表面时，在波长600~1600nm波段出现两个明显的圆二色信号，分别为：λ=740nm，CD=- 0.05；λ= 1200nm，CD = 0.0845 。

如图2中菱形标记线为调节块3位于纳米结构2内的圆二色性光谱图，我们可以清楚的看到，当调节块3中心点位于纳米结构2的内部时，在波长600~1600nm波段出现两个明显的圆二色信号，分别为：λ=750nm，CD=-0.20153；λ=1250nm，CD=0.06125。

如图4中圆形标记线为调节块3位于纳米结构2上表面的圆二色性光谱图，我们可以清楚的看到，当调节块3中心点位于纳米结构2的上表面所在水平面时，在波长600~1600nm波段出现两个明显的圆二色信号，分别为：λ=740nm，CD= -0.07711；λ=1210nm，CD= 0.03704。

由此，我们可以清楚的看到，随着调节块3与纳米结构2之间相对位置的改变，圆二色信号也随之发生变化，随着调节块3远离纳米结构2的距离D变大，本实施例圆二色信号发生蓝移。

如图5所示，当调节块3的高度发生改变时，本实施例可调谐的圆二色性结构的圆二色性也随之改变，如图5所示，

当调节块3的高度h=100nm 时，我们可以清楚的看到，在波长600~1600nm波段出现两个明显的圆二色信号，分别为：λ=690nm，CD=0.15762；λ=1250nm，CD=0.04093。

当调节块3的高度h=200nm 时，我们可以清楚的看到，在波长600~1600nm波段出现两个明显的圆二色信号，分别为：λ=720nm，CD= 0.42612；λ=1260nm，CD= 0.08095。

我们可以清楚的看到，随之调节块3的高度h的增大，圆二色信号发生红移。

由此可见，随着调节块3位置和高度改变，圆二色光谱也随之改变，通过改变调节块3与纳米结构2之间的相对位置，从而实现本实施例圆二色性结构与入射光之间的耦合模式，从而改变本实施例圆二色性结构表面的激发电场的位置与强度，从而改变本实施例圆二色性结构的圆二色信号，实现调谐圆二色性的目的。

实施例3：

基于实施例1和实施例2公开的圆二色性结构，本实施例公开了一种可调谐的圆二色性结构，如图3所示，衬底层1与纳米结构2之间还设有一调节层4，纳米结构2的下表面与调节层4的上表面接触，调节块3嵌入调节层4上表面。

具体的，调节层4由电致伸缩材料制成或者调节层4由热膨胀材料制成，调节块3与纳米结构2所在平面具有一不等于0°或者90°的夹角。

调节块3由电致伸缩材料制成，接通电源，当外加电压改变时，调节层4的厚度改变，推动着调节块3在沿纳米结构2厚度方向上下运动，从而改变调节块3与纳米结构2之间的相对位置，入射光与本实施例圆二色性结构的耦合方式发生改变，激发电场的位置与强度也随之改变，从而改变达到调节圆二色性的目的。

调节块3由热膨胀材料制成，当所处环境温度发生改变时，调节层4的厚度改变，推动着调节块3在沿纳米结构2厚度方向上下运动，从而改变调节块3与纳米结构2之间的相对位置，入射光与本实施例圆二色性结构的耦合方式发生改变，激发电场的位置与强度也随之改变，从而改变达到调节圆二色性的目的。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。