一种基于银树枝状结构的多色可见光左手材料
专利汇可以提供一种基于银树枝状结构的多色可见光左手材料专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于 银 树枝状结构的多色可见光左手材料，具体涉及一种先采用化学 电沉积 方法在 电阻 较大的导电玻璃基底上制备无序排列的纳米银树枝状结构，紧接着在制备的银树枝状结构表面涂覆PVA 薄膜 ，然后将其与电阻较小的导电玻璃叠合而制备的复合结构左手材料。该左手材料在可见光360－800nm内具有多频带透射特性，并且在透射 通带 的最高峰值对应的 波长 下均具有明显的平板聚焦效应。，下面是一种基于银树枝状结构的多色可见光左手材料专利的具体信息内容。
1.一种基于银树枝状结构的多色可见光左手材料，由沉积在导电玻璃基底上无序排列的银树枝状结构单元和涂覆在树枝状结构单元表面的聚乙烯醇(PVA)薄膜以及未沉积银树枝状结构的空白导电玻璃组成，其主要特征是首先在氧化铟锡(ITO)膜透明导电玻璃基底上制备纳米尺度的银树枝状结构，接着在制备的银树枝状结构表面涂覆PVA薄膜，然后将其与方阻较小、未沉积银树枝状结构的空白导电玻璃叠合组装而成三明治结构复合材料。
2. 如权利要求1所述的多色可见光左手材料的制备，其特征是采用化学电沉积方法以ITO 膜透明导电玻璃为阴极，金属银片为阳极，两电极间距为0.2mm，电解液为AgN03、金 属银胶体和聚乙二醇-20000 (PEG-20000)的混合超纯水溶液，直流稳压0.5—0.9V下电 沉积30—60秒，在导电玻璃基底上沉积直径为100nm—1000nm的、在ITO膜导电玻璃 基底上无序排列的二维银树枝状结构单元。
3. 如权利要求1所述的PVA薄膜的制备，其特征是以0.5%的PVA超纯水溶液为涂液用滴涂 法在银树枝状结构表面涂覆厚度为100nm以下的PVA薄膜。
4. 如权利要求l所述的多色可见光左手材料的制备，其特征是将涂覆PVA薄膜的沉积在ITO 膜导电玻璃基底上的银树枝状结构样品与另一片未沉积银树枝状结构的、方块电阻小于沉 积银树枝状结构基底的导电玻璃叠合，形成"银树枝状结构-PVA薄膜-ITO导电膜"的三 明治复合材料。
5. 如权利要求1所述的多色可见光左手材料，其特征是在可见光360nm—800nm的波长范围 内，可以出现多个不同强度的左手透射通带，并且对出现左手通带的光波具有明显的平板 聚焦效应。
一种基于银树枝状结构的多色可见光左手材料
技术领域
背景技术
根据现有关于左手材料的理论，左手材料结构单元的尺寸应该小于光波长，所以，对可 见光频段左手材料来说，其制备存在很大的困难。目前，该领域的研究者们均采用周期性金 属纳米结构实现可见光频段左手效应，这种结构的制备大多采用"自上而下（top-down)" 的物理刻蚀技术。这种方法需要昂贵的设备，制备过程复杂，制备难度大，制备样品的面积 一般只能达到平方微米量级，而且制备的左手材料也只能在单一的频段产生左手效应，极大 地限制了可见光频段左手材料的广泛研究和应用。所以，寻求简捷、廉价的方法大批量、大 面积制备低损耗、高效能、多频段的可见光左手材料成为左手材料研究及应用的关键。用"自 下而上（bottom-up)"的电化学沉积方法制备无序排列的银树枝状结构实现可见光区域多频 段左手效应，将会大大促进可见光频段左手材料的研究和应用。
发明内容
本发明中的纳米银树枝状结构的制备采用平板电极化学电沉积法，通过调节沉积电压， 可以在导电玻璃基底上获得结构单元直径为100nni—500nm，无序排列的银树枝状结构单元。
PVA薄膜的制备采用滴涂法，通过控制涂液（PVA超纯水溶液）的浓度为0. 5%-1. 0%和滴 涂后干燥速度，进而控制涂覆在银树枝状结构表面PVA薄膜的厚度均匀并且小于100nm。
多层结构左手材料的组装，是以涂覆PVA薄膜的银树枝状结构样品与电阻较小的导电玻 璃相对紧密叠合，然后用塑料胶带将叠合样品的两端紧密缠绕。该左手材料在可见光波段 360n『800nm的波长范围内具有多频段左手透射通带，并且对出现左手通带的光波具有明显 的平板聚焦效应。
附图说明
图2 0.6V下制备的纳米银树枝状结构扫描电镜照片（插图为一个结构单元） 图3 0.8V下制备的多色可见光左手材料的透射图谱及平面聚焦图
A. 可见光透射图谱
B. X方向的平面聚焦图
C. Y方向的平面聚焦图
图4 0.6V下制备的多色可见光左手材料的透射图谱及平面聚焦图
A. 可见光透射图谱
B. X方向的平面聚焦图
C. Y方向的平面聚焦图
具体实施方式
2. 银树枝状结构表面PVA薄膜的涂覆：采用滴涂法，以0.5—1.0%(〜/"的PVA超纯水 溶液为涂液，用滴管吸取涂液滴加在银树枝状结构的表面，使涂液与银树枝状结构的表面充 分浸润并形成一层均匀的液膜，然后将其以70。角斜置于一个50ml的玻璃烧杯中，杯口加盖 培养皿以防尘土落入和液膜过快干燥。3个小时后液膜会自然干燥并在银树枝状结构的表面 形成一层均匀的、厚度小于100nm的PVA薄膜。
3. 多色可见光左手材料的组装：将涂覆PVA薄膜的样品与方块电阻为IOQ的导电玻璃 相对紧密叠合，然后用塑料胶带将叠合样品的两端紧密缠绕，即得到"银树枝状结构-PVA薄 膜-ITO薄膜"的多层结构左手材料。
4. 左手材料的光学性能测试：以空气作为空白对照，以垂直入射方式，在360nm—800nm 的波长范围内对制备的左手材料样品进行透光率（T%)测试，然后对样品进行平板聚焦测试， 聚焦测试时，调节探测器距样品的距离为0pm—300^un，调节步长为5pm。
本发明的实现过程和材料的性能由实施例和附图说明：
实施例一：在纳米银树枝状结构的制备过程中，采用平板电级化学电沉积法，以方阻为
17Q、 50mmX5mm的导电玻璃为阴极。与阴极相同尺寸规格、表面平整的银片（纯度为 99.9%)作为阳极。两平板电极按附图18所示的由两片厚度为0.2!11111的聚氯乙烯片隔开，使 两电极之间的距离保持0.2mm。准确称取1200mg聚乙二醇一20000 (分析纯）加入50ml的 烧杯中，再加入5ml电阻率为18.24MQ-cm的超纯水，磁力搅拌至聚乙二醇一20000完全溶 解，然后向该溶液中加入5ml浓度为0.2mg/ml的AgN03超纯水溶液，继续搅拌并用60W的 钩灯以20cm的距离照射搅拌中的溶液，大约30分钟后，溶液会变为淡紫红色，停止搅拌和 光照，并将溶液转移到棕色滴瓶后在4'C下避光保存待用。此溶液是PEG-20000、银胶体和 AgN03的混合超纯水溶液，作为化学电沉积的电解液。按附图IB所示将两电极安装好后， 用吸管将电解液沿两电极之间的缝隙加入（电解液会通过毛细管作用力自动吸入两电极之 间），静置5分钟，使电解液在两电级表面充分浸润，然后在直流稳压0.6V下通电沉积1分 钟，用超纯水缓缓冲洗沉积银树枝状结构的导电玻璃表面，以充分去除留在基底上的电解液。 制备的银树枝状结构的形貌和尺寸如附图3A所示，其单元直径为200mn—500nm。
在其他沉积条件不变的情况下，调节沉积电压为0.8V，制备的树枝状结构单元直径为 150nm—300nni;调节沉积电压为l.OV，制备的树枝状结构单元直径为1()0nra—200画。
5实施例二：在银树枝状结构表面涂覆PVA薄膜的过程中，采用滴涂法。准确称取聚乙烯 醇1.25g于250ml烧杯中，加入250ml超纯水，磁力搅拌下加热至沸腾，聚乙烯醇全部溶解 后，停止加热，待溶液冷却至室温后转入250ml容量瓶，加超纯水至刻度（补充加热溶解时 被蒸发损失的水份），然后将溶液用中速定性滤纸过滤，即得涂膜所用的涂液（0.5%的PVA 超纯水溶液），将其保存在试剂瓶中待用。涂膜时用滴管吸取涂液，在无尘环境下反复冲刷沉 积银树枝状结构的样品表面，使涂液与样品充分浸润，并使液膜在样品表面均匀分布，然后 将其置于一 50ml玻璃烧杯中加盖培养皿以防由于液膜干燥过快引起成膜厚度不均匀，在室温 下放置4小时后，样品表面的液膜水分可被完全蒸发，从而在样品表面形成一层均匀的PVA 薄膜，其厚度约为20nm—30nm。薄膜厚度的均匀性可根据薄膜反射形成的七彩条纹判断， 如果涂覆的薄膜表面局部呈现七彩条纹，说明薄膜的厚度不均匀，如果没有局部七彩条纹， 说明薄膜厚度均匀。
改变PVA的浓度为1%(W/V)，保持其他条件不变，则得到的PVA薄膜的厚度约为30nni —50nm。
实施例三：在多层结构左手材料的组装过程中，如附图1A所示，先按实施例一操作步
骤在0.8V的沉积电压下，方阻为17Q的导电玻璃基底上沉积银树枝状结构，再按实施例二 的操作步骤用0.5%的PVA涂液在制备的银树枝状结构表明面涂覆PVA薄膜，然后与面积相 同的方阻为17Q的导电玻璃相对叠合，用塑料胶带在其两端紧密缠绕组装为如附图1A所示 的"ITO—银树枝状结构一PVA—ITO"的多层结构左手材料。该左手材料的有效区域为淡紫 红色，其面积为2cm2，该区域透光性能优良（见附图1C)，分别在400nm、 470nm、 570nm 和700nm处出现四个左手投射峰，峰的强度最大为15.8%，并且分别在相应的波长下具有明 显的平板聚焦效应（如附图3所示）。
实施例四：在制备纳米银树枝状结构的过程中，调节沉积电压为0.6V，其他条件保持不 变，由该条件下制备的银树枝状结构组装的左手材料分别在370nm、 420nm、 480nm、 550nm 和660nm处出现五个左手透射峰，峰的强度最大为23.1%，在相应的波长下也分别具有明显 的平板聚焦效应（如附图4所示）。
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