制备三维手性U型结构的方法与流程

本发明涉及手性结构领域，具体而言，涉及一种制备三维手性u型结构的方法。

背景技术：

手性结构一词指一个物体不能与其镜像相重合。如我们的双手，左手与互成镜像的右手不重合的结构，其中具有手性的三维微纳结构在光学中的应用广泛。

一般的大面积制备具有手性的三维微纳结构的步骤是：旋涂pmma-铺小球-镀au膜-粘走ps小球-氧等离子刻蚀-垂直蒸镀金属微纳结构-除胶，共7步完成制备。

但是由于现有技术中，步骤较多，且其中氧等离子刻蚀的成本高，技术难度较大，使得制备具有手性的三维微纳结构的成本提高不利于生产。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种制备三维手性u型结构的方法，以解决现有技术中步骤较多，且其中氧等离子刻蚀的成本高，技术难度较大，使得制备具有手性的三维微纳结构的成本提高不利于生产的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种制备三维手性u型结构的方法，方法包括：

在玻璃片的一侧使用聚苯乙烯小球和酒精的混合溶液，得到贴合在玻璃片上的聚苯乙烯小球模板；

使用反应离子束刻蚀技术将所述聚乙烯小球模板中的聚乙烯小球进行刻蚀，得到具有间隙的聚乙烯小球模板；

使用蒸镀技术在聚苯乙烯小球模板上对聚苯乙烯小球模板进行增高；

使用蒸镀技术倾斜蒸镀得到三维手性u型结构。

可选地，在玻璃片的一侧使用聚苯乙烯小球和酒精的混合溶液，得到贴合在玻璃片上的聚苯乙烯小球模板的步骤包括：

在器皿中注入去离子水；

将聚苯乙烯小球悬浮液与酒精进行混合加入到去离子水中；

将玻璃片放置器皿中，且处于去离子水液面之下的位置，使得聚苯乙烯小球悬浮液与酒精保留在玻璃片上；

烘干玻璃片，得到贴合在玻璃片上的聚苯乙烯小球模板。

可选地，该使用反应离子束刻蚀技术将聚乙烯小球模板中的聚乙烯小球进行刻蚀，得到具有间隙的聚乙烯小球模板步骤包括：

使用反应离子束刻蚀装置对准聚乙烯小球模板；

在预设位置对聚乙烯小球进行刻蚀，得到具有间隙的聚乙烯小球模板。

可选地，使用蒸镀技术在聚苯乙烯小球模板上对聚苯乙烯小球模板进行增高的步骤之后还包括：

将聚苯乙烯小球模板与蒸镀装置倾斜设置，进行蒸镀，其中，倾斜角为θ。

可选地，将聚苯乙烯小球模板与蒸镀装置倾斜设置，进行蒸镀，其中，倾斜角为θ的步骤包括：

将聚苯乙烯小球模板与蒸镀装置倾斜设置，使用二氧化硅进行第一次蒸镀；

将聚苯乙烯小球模板旋转120度，使用二氧化硅进行第二次蒸镀；

将聚苯乙烯小球模板旋转120度，使用二氧化硅进行第三次蒸镀。

可选地，使用蒸镀技术倾斜蒸镀得到三维手性u型结构的步骤包括：

沿聚苯乙烯小球模板对角线方向，将聚苯乙烯小球模板与蒸镀装置倾斜设置，其中，倾斜角为α。

可选地，沿聚苯乙烯小球模板对角线方向，将聚苯乙烯小球模板与蒸镀装置倾斜设置，其中，倾斜角为α的步骤包括：

使用金属对聚苯乙烯小球模板进行第四次蒸镀，得到三维手性u型结构的第一条边；

将聚苯乙烯小球模板旋转180度，使用金属在第一条边的一端进行第五次蒸镀，得到三维手性u型结构的第二条边；

将聚苯乙烯小球模板旋转90度，使用金属在第二条边远离第一条边的位置进行第六次蒸镀，得到三维手性u型结构的第三条边。

可选地，使用蒸镀技术倾斜蒸镀得到三维手性u型结构步骤之后还包括：

将三维手性u型结构从聚苯乙烯小球模板取下。

本发明的有益效果是：

本申请通过利用聚苯乙烯小球模板中小球之间的对角的间隙做模板，并利用倾斜蒸镀玻璃板的方法加高聚苯乙烯小球模板中小球的高度，使得小球之间的间距大阴影效应不明显，可操作空间变大，作为模板蒸镀金属结构，并且在现有技术的制作方法的基础上减少了涂覆聚甲基丙烯酸甲酯材料、氧刻蚀和除胶的步骤，使得步骤更加简化，进一步的减少了操作难度，也节约了制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种制备三维手性u型结构的方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的另一种制备三维手性u型结构的方法的流程图；

图3为本发明一实施例提供的另一种制备三维手性u型结构的方法的流程图；

图4为本发明一实施例提供的另一种制备三维手性u型结构的方法的流程图；

图5为本发明一实施例提供的另一种制备三维手性u型结构的方法的流程图；

图6为本发明一实施例提供的另一种制备三维手性u型结构的方法制备的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一金属板实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明一实施例提供的一种制备三维手性u型结构的方法的流程图，如图1所示，本申请实施例提供了一种制备三维手性u型结构的方法，方法包括：

s101、在玻璃片的一侧使用聚苯乙烯小球和酒精的混合溶液，得到贴合在玻璃片上的聚苯乙烯小球模板。

在一个容器中放入聚苯乙烯小球和酒精的混合溶液，使得该溶液的表面漂浮有聚苯乙烯小球，将玻璃片放入该容器中，使得该聚苯乙烯小球均匀的铺设在该玻璃片上，形成多行多列四方排布的聚苯乙烯小球模板，需要说明的是，该容器的体积和材料根据实际情况进行选择，在此不做具体限定，一般的，该容器的材料可以为二氧化硅材料，其中，该玻璃片上设有光栅。

s102、使用反应离子束刻蚀技术将聚乙烯小球模板中的聚乙烯小球进行刻蚀，得到具有间隙的聚乙烯小球模板。

在聚乙烯小球模板中刻蚀处多个间隙，用于使得多个聚乙烯小球之间具有空间，可以用于制备三维手性u型结构。

s103、使用蒸镀技术在聚苯乙烯小球模板上对聚苯乙烯小球模板进行增高。

由于该聚苯乙烯小球模板上聚苯乙烯小球的高度不够，则使用蒸镀技术对该聚苯乙烯小球进行蒸镀，使得该小球的高度增加，在增加该聚苯乙烯的高度的时候，可以将该玻璃片进行切斜，使得在蒸镀的时候对该聚苯乙烯小球模板进行全方位蒸镀，需要说明的是，该对聚苯乙烯小球模板蒸镀的材料可以是二氧化硅。

s104、使用蒸镀技术倾斜蒸镀得到三维手性u型结构。

在增加之后的聚苯乙烯小球模板的小球的间隙之中，使用三维手性u型结构的金属材料进行蒸镀，在蒸镀的过程中，由于蒸镀装置的角度难以改变，则可以改变该聚苯乙烯小球模板的倾斜角度，将该三维手性u型结构分为多个部分分别进行蒸镀，最终得到蒸镀完全的三维手性u型结构，需要说明的是，该三维手性u型结构的蒸镀材料根据实际需要进行选择，一般的，该三维手性u型结构的材料为贵金属。

图2为本发明一实施例提供的另一种制备三维手性u型结构的方法的流程图，如图2所示，可选地，该在玻璃片的一侧使用聚苯乙烯小球和酒精的混合溶液，得到贴合在玻璃片上的聚苯乙烯小球模板的步骤包括：

s201、在器皿中注入去离子水。

在器皿中加入去离子水作为基液，由于去离子水属于较为纯净的离子状态的水，则可以使用去离子水作为基液。

名词解释：去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。

s202、将聚苯乙烯小球悬浮液与酒精进行混合加入到去离子水中。

分别将聚苯乙烯小球悬浮液与酒精加入到去离子水中，在该去离子水中形成聚苯乙烯小球悬浮液与酒精混合的溶液，此时聚苯乙烯小球悬浮液分层漂浮在该去离子水的表面。

s203、将玻璃片放置器皿中，且处于去离子水液面之下的位置，使得聚苯乙烯小球悬浮液与酒精保留在玻璃片上。

该聚苯乙烯小球悬浮液分层漂浮在该去离子水的表面，且该聚苯乙烯小球一般不将该去离子水表面完全覆盖，可以在该去离子水表面寻找一片未有聚苯乙烯小球的区域，将该玻璃片通过该区域放入到该聚苯乙烯小球下方。

s204、烘干玻璃片，得到贴合在玻璃片上的聚苯乙烯小球模板。

将该带有聚苯乙烯小球的玻璃片提起，进行烘干得到贴合在玻璃片上的聚苯乙烯小球模板。

图3为本发明一实施例提供的另一种制备三维手性u型结构的方法的流程图，如图3所示，可选地，使用反应离子束刻蚀技术将聚乙烯小球模板中的聚乙烯小球进行刻蚀，得到具有间隙的聚乙烯小球模板步骤包括：

s301、使用反应离子束刻蚀装置对准聚乙烯小球模板。

s302、在预设位置对聚乙烯小球进行刻蚀，得到具有间隙的聚乙烯小球模板。

对聚乙烯小球模板上预设位置进行刻蚀，在多个聚乙烯小球上刻蚀处空间，使得该聚乙烯小球模板上存在可以用于制备三维手性u型结构的空间。

可选地，使用蒸镀技术在聚苯乙烯小球模板上对聚苯乙烯小球模板进行增高的步骤之后还包括：

将聚苯乙烯小球模板与蒸镀装置倾斜设置，进行蒸镀，其中，倾斜角为θ。

为了使得蒸镀的更加全面，将该聚苯乙烯小球模板进行倾斜蒸镀。

图4为本发明一实施例提供的另一种制备三维手性u型结构的方法的流程图；如图3所示，可选地，该将聚苯乙烯小球模板与蒸镀装置倾斜设置，进行蒸镀，其中，倾斜角为θ的步骤包括：

s401、将聚苯乙烯小球模板与蒸镀装置倾斜设置，使用二氧化硅进行第一次蒸镀。

以该聚苯乙烯小球模板的任意边为基准，将该聚苯乙烯小球模板进行倾斜，使得该聚苯乙烯小球模板与蒸镀装置倾斜设置，且倾斜角为θ，然后使用二氧化硅进行第一次蒸镀。

s402、将聚苯乙烯小球模板旋转120度，使用二氧化硅进行第二次蒸镀。

s403、聚苯乙烯小球模板旋转120度，使用二氧化硅进行第三次蒸镀。

需要说明的是，若蒸镀部分的厚度为t，旋转120度蒸镀蒸镀部分的厚度为t，再旋转120度蒸镀蒸镀部分的厚度为t，其目的是为了增高小球的高度则有tanθ＝h/(r+d+n)，其中θ是电子束束流与基底平面之间的夹角；d是相邻两个小球之间的间距；r是小球的半径，一般尺寸为180nm-380nm之间；n是决定蒸镀覆盖面积大小的参数，且第一次旋转和第二次旋转的旋转方向均一致。

可选地，该使用蒸镀技术倾斜蒸镀得到三维手性u型结构的步骤包括：

沿聚苯乙烯小球模板对角线方向，将聚苯乙烯小球模板与蒸镀装置倾斜设置，其中，倾斜角为α。

图5为本发明一实施例提供的另一种制备三维手性u型结构的方法的流程图，如图4所示，可选地，沿聚苯乙烯小球模板对角线方向，将聚苯乙烯小球模板与蒸镀装置倾斜设置，其中，倾斜角为α的步骤包括：

s501、使用金属对聚苯乙烯小球模板进行第四次蒸镀，得到三维手性u型结构的第一条边。

将该聚苯乙烯小球模板进行倾斜，使得该聚苯乙烯小球模板与该蒸镀装置的夹角为为α，然后将该金属喷涂在该聚苯乙烯小球模板的小球间隙中，以该聚苯乙烯小球模板任意一条边为基准，将该聚苯乙烯小球模板进行旋转。

s502、将聚苯乙烯小球模板旋转180度，使用金属在第一条边的一端进行第五次蒸镀，得到三维手性u型结构的第二条边。

s503、将聚苯乙烯小球模板旋转90度，使用金属在第二条边远离第一条边的位置进行第六次蒸镀，得到三维手性u型结构的第三条边。

需要说明的是，若以角度α蒸镀金属厚度为t1；然后旋转180°，以角度α蒸镀金属厚度为t2；最后再旋转90°以角度α蒸镀金属厚度为t3。则有tanα＝(2r-h)/(d-t)，其中α是电子束束流与基底平面之间的夹角；d是相邻两个小球之间的间距；r是小球的半径，一般尺寸为180nm-380nm之间；n是决定蒸镀覆盖面积大小的参数；h是蒸镀的sio2在y方向上的投影；t是蒸镀的sio2的厚度。

可选地，该使用蒸镀技术倾斜蒸镀得到三维手性u型结构步骤之后还包括：

将三维手性u型结构从聚苯乙烯小球模板取下。

在实际应用中，一般使用胶带粘走镀有二氧化硅增高层的聚苯乙烯小球模板，得到单独的三维手性u型结构。

图6为本发明一实施例提供的另一种制备三维手性u型结构的方法制备的结构图，如图5所示，可选地，该三维手性u型结构一般的请参照图5，可以将该三维手性u型结构分为三部分，分别分步进行蒸镀，可以以两边任意一个结构为起点开始蒸镀，进行三次旋转蒸镀得到三维手性u型结构。

可选地，该三维手性u型结构还可以包括加强结构，设置在两端两个结构之间，用于加强该第一部分和该第三部分之间的连接关系，当该三维手性u型结构具有加强结构的时候，可以在第三次蒸镀结束之后，然后在将该三维手性u型结构逆向旋转90度，在此进行蒸镀，得到具有加强结构的三维手性u型结构。

本申请通过利用聚苯乙烯小球模板中小球之间的对角的间隙做模板，并利用倾斜蒸镀玻璃板的方法加高聚苯乙烯小球模板中小球的高度，使得小球之间的间距大阴影效应不明显,可操作空间变大，作为模板蒸镀金属结构，并且在现有技术的制作方法的基础上减少了涂覆聚甲基丙烯酸甲酯材料、氧刻蚀和除胶的步骤，使得步骤更加简化，进一步的减少了操作难度，也节约了制作成本。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。