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長(zhǎng)春光機(jī)所利用溶致液晶模板制備可見(jiàn)光負(fù)折射材料

近日，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所應(yīng)用光學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在負(fù)折射材料設(shè)計(jì)與制備方面取得新進(jìn)展：首次使用反六角溶致液晶模板電化學(xué)方法，生長(zhǎng)出了直徑為10 nm、間距為15 nm的銀納米線陣列，是目前已報(bào)道的最小尺寸的可見(jiàn)光負(fù)折射結(jié)構(gòu)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明材料在可見(jiàn)光波段具有雙曲型色散關(guān)系，負(fù)折射波長(zhǎng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

雙曲型材料是一種新型電磁納米材料，不僅可以實(shí)現(xiàn)負(fù)折射、傳播倏逝波、反常多普勒效應(yīng)等，還有各種特殊的應(yīng)用例如超透鏡、亞波長(zhǎng)成像、隱身等。目前的制作方法一般都是離子束刻蝕、電子直寫(xiě)等復(fù)雜工藝，制作難度大，成本較高。因此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制備的材料結(jié)構(gòu)以及簡(jiǎn)單的制作方法對(duì)雙曲型材料的發(fā)展有重要價(jià)值。

反六角溶致液晶相態(tài)的穩(wěn)定性是最終模板形成及電化學(xué)生長(zhǎng)的最關(guān)鍵因素，該研究團(tuán)隊(duì)對(duì)模板的配比、溫度、空氣濕度、攪拌時(shí)間、電場(chǎng)強(qiáng)度、生長(zhǎng)時(shí)間等條件實(shí)驗(yàn)做了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)探索，提高了實(shí)驗(yàn)重復(fù)率并生長(zhǎng)出樣本。該工作為小尺寸納米材料的制備提供了新的思路。另外，納米薄膜材料的負(fù)折射性質(zhì)測(cè)試也是一大難點(diǎn)。該研究組以材料介電常數(shù)偏振依賴特性為原理，成功測(cè)試了材料的色散曲線，驗(yàn)證了可見(jiàn)光波段的負(fù)折射性質(zhì)。該工作為可見(jiàn)光負(fù)折射材料的制備提供了新的途徑。