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基于多壁 碳 纳米管的微偏振片阵列

阅读：490发布：2020-05-12

专利汇可以提供基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列，涉及偏振态测量领域技术领域，其包括：基底；缓冲层，沉积在所述基底上；图形化催化剂层，沉积在所述缓冲层上；一个或多个偏振片单元，生长在所述图形催化剂层上，且各偏振片单元包括4个不同方向的偏振片；其中，所述偏振片材料为多壁碳纳米管。本实用新型中，微偏振片阵列使用的材料为碳纳米管，生长在催化剂上，碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，机械强度高，六边形结构连接完美，可有效提升微偏振片阵列的延展性、柔韧性、透明性和耐腐蚀性。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列，其特征在于，包括：
基底(1)；
缓冲层(2)，沉积在所述基底上；
图形化催化剂层，沉积在所述缓冲层上；
一个或多个偏振片单元(3)，生长在所述图形化催化剂层上，且各偏振片单元包括4个不同方向的偏振片；
其中，所述偏振片材料为多壁碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列，其特征在于，所述基底(1)为玻璃基底或二氧化硅基底。
3.根据权利要求1所述的基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列，其特征在于，所述缓冲层(2)为氧化铝层，厚度为10-20nm之间。
4.根据权利要求1所述的基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列，其特征在于，所述催化剂层为铁层，厚度为1-2nm之间。
5.根据权利要求1所述的基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列，其特征在于，所述偏振片单元(3)为0°、45°、90°、135°四个方向偏振片，且沿顺时针依次排列形成2*2阵列。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列，其特征在于，所述多壁碳纳米管为致密化顺序排布的多壁碳纳米管。

说明书全文

基于多壁碳 纳米管的微偏振片阵列

技术领域

[0001] 本实用新型涉及偏振态测量领域技术领域，尤其涉及一种基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列及其制作方法。

背景技术

[0002] 现有的微偏振阵列大多采用金属线栅的方案，纳米级金属线栅周期，线宽对工艺，设备要求较高，根据偏振需求周期在几十纳米到数微米不等。碳纳米管是一种一维碳纳米材料，具有优异的力学，电学性能。多壁碳纳米管的直径只有2-20纳米左右。相对于传统金属线栅的周期尺寸更小。在沉积有催化剂的基底上，采用化学气相沉积的方法就可以生长出垂直排布的多壁碳纳米管阵列，省去了传统线栅制作复杂，高成本的工艺过程，碳纳米管薄膜的厚度决定了偏振片的消光比，5微米厚度的顺排多壁碳纳米管薄膜对可见光波段的消光比约为30分贝。实用新型内容

[0003] (一)要解决的技术问题

[0004] 本实用新型的目的在于提供一种基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列及其制作方法，以至少部分解决上述技术问题。

[0005] (二)技术方案

[0006] 根据本发明的一方面，提供一种基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列，包括：

[0007] 基底；

[0008] 缓冲层，沉积在所述基底上；

[0009] 图形化催化剂层，沉积在所述缓冲层上；

[0010] 一个或多个偏振片单元，生长在所述图形化催化剂层上，且各偏振片单元包括4个不同方向的偏振片；其中，所述偏振片材料为多壁碳纳米管。

[0011] 在进一步的实施方案中，所述基底为玻璃基底或二氧化硅基底。

[0012] 在进一步的实施方案中，所述缓冲剂层为氧化铝层，厚度为10-20nm之间。

[0013] 在进一步的实施方案中，所述催化剂层为铁层，厚度为1-2nm之间。

[0014] 在进一步的实施方案中，所述偏振片单元为0°、45°、90°、135°四个方向偏振片，且沿顺时针依次排列形成2*2阵列。

[0015] 在进一步的实施方案中，所述多壁碳纳米管为致密化顺序排布的多壁碳纳米管。

[0016] (三)有益效果

[0017] 本实用新型提供的一种基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列至少包括以下有益效果：

[0018] 本实用新型制作微偏振片阵列使用的材料为碳纳米管，碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，机械强度高，六边形结构连接完美，生长在催化剂上，可有效提升微偏振片阵列的延展性、柔韧性、透明性和耐腐蚀性。

[0019] 顺序排布的多壁碳纳米管轴向与垂直轴向表现出明显的光、电各向异性的特性。顺序排布的多壁碳纳米管阵列能吸收垂平行于轴向的光波，透过垂直于轴向的光波。碳纳米管顺排阵列会吸收极化方向与其轴向一致的光波，碳纳米管中的自由电子沿着轴向运动。当入射光的极化方向与轴向一致时，碳纳米管中的电子随着光子电场方向振动，使光子能量转移到多壁碳纳米管中的电子上，最终以热量的形式耗散在碳纳米管晶格结构中。
附图说明

[0020] 图1为本实用新型实施例的基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列的俯视示意图；

[0021] 图2为本实用新型实施例的基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列的侧视示意图(图形化催化剂层厚度可忽略不计，故省略)。

具体实施方式

[0022] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

[0023] 根据本发明的一个实施例，提供一种基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列，包括：

[0024] 基底1；

[0025] 缓冲层2，沉积在所述基底上；

[0026] 图形化催化剂层，沉积在所述缓冲层上；

[0027] 一个或多个偏振片单元3，生长在所述图形化催化剂层上，且各偏振片单元包括4个不同方向的偏振片；其中，所述偏振片材料为多壁碳纳米管。

[0028] 其中，所述催化剂层图形包括多个单元，各单元包括多个条状矩形，各矩形条宽度由偏振度性能要求决定，各单元间距距离可根据多壁碳纳米管生长情况调整。

[0029] 在本实施例中，所述基底1为透明材料，所述透明材料可以为但不局限于玻璃基底或二氧化硅基底。

[0030] 在本实施例中，所述缓冲层2可以为但不局限于氧化铝层，根据碳纳米管生长质量要求其厚度为10-20nm之间。

[0031] 在本实施例中，所述图形化催化剂层可以为一层铁膜，厚度为1-2nm之间，厚度可忽略不计，故在附图中省略。

[0032] 在本实施例中，所述偏振片单元3为0°、45°、90°、135°四个方向偏振片，且沿顺时针依次排列形成2*2阵列。

[0033] 在本实施例中，所述多壁碳纳米管为顺序排布的多壁碳纳米管。

[0034] 碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，机械强度高，六边形结构连接完美，可有效提升微偏振片阵列的延展性、柔韧性、透明性和耐腐蚀性而顺序排布的多壁碳纳米管轴向与垂直轴向表现出明显的光、电各向异性的特性。

[0035] 下面，通过对基于多壁碳纳米管的微偏振片阵列的制备方法进行解释，以进一步对本实用新型进行说明，其制备方法包括：

[0036] 在基底上镀一层氧化铝缓冲层并干燥处理；

[0037] 在所述缓冲层上旋涂光刻胶层并干燥处理；

[0038] 在所述光刻胶层上，覆盖催化剂阵列掩膜版，曝光并显影得到光刻胶碳纳米管生长阵列图形；

[0039] 在所述阵列图形上，镀一层铁膜催化剂；

[0040] 去除所述光刻胶层，得到生长碳纳米管的催化剂阵列；

[0041] 在催化剂阵列上生长片状多壁碳纳米管阵列；

[0042] 将所述片状多壁碳纳米管阵列浸入有机溶剂，提出后干燥处理；

[0043] 在所述碳纳米管薄膜阵列上旋涂光刻胶层并干燥处理；

[0044] 在所述光刻胶层上，覆盖多壁碳纳米管阵列掩膜版，曝光并显影得到光刻胶微偏振片阵列图形；

[0045] 刻蚀所述多壁碳纳米管薄膜阵列，以将所述图形转移到碳纳米管薄膜层；

[0046] 去除所述光刻胶；

[0047] 重复上述操作，分别制作四个方向的偏振片阵列。

[0048] 其中，所述生长片状多壁碳纳米管阵列的方法为水辅助化学气相沉积，通入气体为氩气、氢气、乙烯和湿氩气。其中，所述分别制作四个方向的偏振片阵列包括：分别制作0°、45°、90°、135°四个方向的偏振片阵列。

[0049] 需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本实用新型的保护范围。

[0050] 以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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