等离激元颜色的可擦除打印技术制造技术

本发明专利技术公开了一种等离激元颜色的可擦除打印技术，包括以下步骤：在玻片上沉积一定厚度的反射金属层；在金属表面沉积一定厚度的电介质；在电介质表面沉积一定厚度的金属；采用一定功率，灼烧时间的激光扫描金属表面生成鲜明的颜色；在扫描后的样品表面铺设一层涂有石墨的金属箔片，然后盖上透光固体层；采用一定脉冲宽度一定功率的脉冲激光冲击上述结构擦除颜色。本发明专利技术的方法操作要求简单，通过激光诱导金属

【技术实现步骤摘要】
等离激元颜色的可擦除打印技术


[0001]本专利技术涉及场效应晶体管
，具体涉及一种等离激元颜色的可擦除打印技术。

技术介绍

[0002]在日常生活中，颜色都是识别、分类和感知物体的重要信息之一。等离激元结构色是由纳米结构的金属表面和光的共振相互作用产生的，它可以控制亚波长范围内的颜色，分辨率超过衍射极限可达10nm。与传统染料相比，等离激元结构色表现出色彩鲜艳、饱和度高、颜色可控、清洁环保、永不退色等优异特性。例如，研究人员已经证明，基于局部激光加热，在小于1mm2的面积上使用等离子共振可以实现极高分辨率的全色打印。这种超小面积，高分辨率的彩色打印技术可能会为多功能图案着色，防伪标签和高密度数据存储等领域创造新的应用。然而，当前等离激元彩色印刷依赖于昂贵且复杂的设备，例如电子束光刻和飞秒激光，这显然增加了制造成本并限制了生产率。同时，当等离激元结构色被制造到金属基板上时，颜色信息不能被改变。因此，将等离激元彩色打印技术扩展到等离子体显示器是一个巨大的挑战。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种等离激元颜色的可擦除打印技术，是通过激光诱导金属
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电介质
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反射金属三层结构的金属纳米结构发生重塑形变，实现对角度不敏感的生动色彩装饰。通过控制激光功率与曝光时间，该方法能够确定性和可逆地改变这些纳米结构几何尺寸和结晶度，以实现可控的变色能力。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种等离激元颜色的可擦除打印技术，包括以下步骤：
>[0005](1)在玻片上沉积一定厚度的反射金属层；
[0006](2)在金属表面沉积一定厚度的电介质；
[0007](3)在电介质表面沉积一定厚度的金属；
[0008](4)采用一定功率，灼烧时间的激光扫描金属表面生成鲜明的颜色；
[0009](5)在扫描后的样品表面铺设一层涂有石墨的金属箔片，然后盖上透光固体层；
[0010](6)采用脉冲宽度可以为纳秒、皮秒、飞秒级等的脉冲激光冲击上述结构擦除颜色；能够确定性和可逆地改变这些纳米结构几何尺寸和结晶度，以实现可控的变色能力。
[0011]优选地，所述步骤(1)中，反射金属层可以是Al、Ag、Au等，厚度大于10nm。
[0012]进一步地，所述步骤(2)中，电介质可以是Al2O3、Ag2O、SiO2等，厚度为1nm
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300nm。
[0013]更进一步地，所述步骤(3)中，金属可以为Ag、Al、Au、Ti等，厚度为1nm
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50nm。
[0014]更进一步地，所述步骤(4)中，激光器选用连续出光作业模态(如灼烧时间为6
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20ms，激光功率为10％
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100％，405nm、532nm等激光器)。
[0015]更进一步地，所述步骤(5)中，金属箔片为铝箔，厚度为1μm
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1mm，透光固体层为透
光玻璃，厚度为0.5mm
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3cm。
[0016]更进一步地，所述步骤(6)中，脉冲宽度可以为纳秒、皮秒、飞秒级等，脉冲宽度小于100ns，激光功率密度大于0.1GW/cm2。
[0017]本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0018]本专利技术的等离激元颜色的可擦除打印技术，是通过激光诱导金属
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电介质
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反射金属三层结构的金属纳米结构发生重塑形变，实现对角度不敏感的生动色彩装饰。通过控制激光功率与曝光时间，该方法能够确定性和可逆地改变这些纳米结构几何尺寸和结晶度，以实现可控的变色能力。该方法可实现大规模、高效率的彩色打印，有望被广泛应用在等离子体传感器、能量收集器、纳米光刻等等离子体系统。
[0019]本专利技术的方法操作要求简单，通过激光诱导金属
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电介质
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反射金属三层结构的金属纳米结构发生重塑形变，实现对角度不敏感的生动色彩装饰。通过控制激光功率与曝光时间，该方法能够确定性和可逆地改变这些纳米结构几何尺寸和结晶度，以实现可控的变色能力。该方法可实现大规模、高效率的彩色打印，有望被广泛应用在等离子体传感器、能量收集器、纳米光刻等等离子体系统。
附图说明
[0020]图1
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4为本专利技术等离激元颜色的可擦除打印技术的步骤过程示意图；
[0021]图1为沉积金属的示意图
[0022]图2为激光扫描金属表面的示意图
[0023]图3为激光冲击金属表面的示意图
[0024]图4为激光扫描和激光冲击Ag纳米颗粒的扫描电子显微镜照片
[0025]图5为激光扫描和激光冲击Ag纳米颗粒的扫描电子显微镜照片
[0026]图中：1.玻片，2.反射金属，3.电介质，4.金属，5.405nm激光器，6.铝箔，7.石墨，8.透光固体层，9.脉冲激光。
具体实施方式
[0027]为更好的理解本专利技术，下面的实施例是对本专利技术的进一步说明，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0028]实施例1
[0029]图1
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4为本专利技术等离激元颜色的可擦除打印技术的步骤过程示意图。在玻片上沉积100nm厚的反射金属Ag；在Ag金属表面利用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)的方法沉积30nm厚的SiO2电介质，作为间隔层；在间隔层表面沉积10nm厚的Ag，如图1所示；采用功率100％，灼烧时间6ms的405nm激光器扫描金属Ag表面，输写字母“W”，如图2所示。在光镜下观察到Ag变为绿色，SEM图显示Ag纳米颗粒尺寸缩小，如图5所示；在扫描后的样品表面铺设一层涂有石墨的铝箔，厚度为4μm，然后盖上透光玻璃(透光玻璃厚度0.5mm)作为透光固体层；利用脉冲宽度在7ns的Nd
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YAG脉冲激光器，输出能量为130mJ冲击上述结构“W”字母，如图3所示。在光镜下观察到Ag纳米颗粒颜色变为黄色，有效地擦出了绿色，过程具有可重复性。SEM图显示Ag纳米颗粒尺寸变大，如图4所示。
[0030]图4为激光扫描和激光冲击Ag纳米颗粒的扫描电子显微镜照片，其中标尺尺寸为：
500nm。可以观测到激光扫描时纳米颗粒尺寸缩小，冲击时纳米颗粒尺寸增大。
[0031]图1
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4为本专利技术方法的具体流程图，本专利技术执行以下步骤：
[0032]在玻片上沉积一定厚度的反射金属层；在金属表面沉积一定厚度的电介质；在电介质表面沉积一定厚度的金属；采用一定功率，灼烧时间的激光扫描金属表面生成鲜明的颜色；在扫描后的样品表面铺设一层涂有石墨的金属箔片，然后盖上透光固体层；采用一定脉冲宽度一定功率的脉冲激光冲击上述结构擦除颜色。
[0033](1)在玻片上沉积大于10nm厚度的反射金属层，金属可以为Ag、Al等；
[0034](2)在反射金属表面沉积1nm
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300n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离激元颜色的可擦除打印技术，其特征在于，包括以下步骤：(1)在玻片上沉积一层反射金属层；(2)在金属表面沉积电介质；(3)在电介质表面沉积金属；(4)采用激光扫描金属表面生成鲜明的颜色；(5)在扫描后的样品表面铺设一层涂有石墨的金属箔片，然后盖上透光固体层；(6)采用脉冲激光，脉冲宽度为纳秒、皮秒或飞秒级冲击上述结构擦除颜色；能够确定地和可逆地改变这些纳米结构几何尺寸和结晶度，以实现可控的变色能力。2.根据权利要求1所述的等离激元颜色的可擦除打印技术，其特征在于：所述步骤(1)中，反射金属层是Al、Ag或Au中任一种，厚度大于10nm。3.根据权利要求1或2所述的等离激元颜色的可擦除打印技术，其特征在于：所述步骤(2)中，所述电介质是Al2O3、Ag2O或SiO2中任一种，厚度为1nm
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300nm。4.根据权利要求1或2所述的等离激元颜色的可擦除打印技术，其特征在于：所述步骤(3)中，所述金属为Ag、Al、Au或Ti中任一种，厚度为1nm
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50nm。5.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡耀武，刘胜，何亚丽，黄正，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：