一种实现非互易光流控的器件及其应用

本发明涉及光流控，特别涉及一种实现非互易光流控的器件及其应用。

背景技术：

1、光流控是指在微纳尺度上操控光和流体，通过光与流体之间的相互作用，研究光和流体的一些独特的现象。目前，关于光流控的研究主要有两个分支：一是通过流体操控光，例如对液滴透镜等的研究；另外一个分支是通过光操控流体或一些微纳颗粒，例如对光镊、光捕获等的研究。近年来，关于通过光操控流体分支的研究方向的光流控器件和系统被广泛应用在生物传感、药物检测、药物识别、化学分析等研究领域。

2、然而，现有的光流控器件的无法实现非互易性的液体操控，构造可以实现非互易光流控的器件对光流控器件在应用市场上的拓展具有十分重要的价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：解决了现有的光流控器件的无法实现非互易性的液体操控的问题。通过对多层非对称等离激元纳米圆盘的堆叠，构建了非对称的传热路径，当光从前向照射和后向照射时，使得光激发和热传递发生在不同的传热路径上，产生相反的温度梯度，从而使得该器件在前向照射和后向照射下诱导的流体对流不同，实现了非互易地流体控制。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、一种实现非互易的光流控器件，包括：基底层及设在所述基底层上方的第一圆盘塔和第二圆盘塔，所述第一圆盘塔及所述第二圆盘塔均为多层结构，层数相同且每一层对应设置，所述第一圆盘塔及所述第二圆盘塔的同一层形成异二聚体结构，当所述第一圆盘塔上的某层的直径较大时，则位于所述第二圆盘塔上与之对应的一层的直径则较小；当所述第一圆盘塔上的某层的直径较小时，则位于所述第二圆盘塔上与之对应的一层的直径则较大。

4、进一步的，所述基底层为玻璃，位于所述第一圆盘塔及所述第二圆盘塔同一层的异二聚体结构材料相同，均为等离激元贵金属或介质材料。

5、进一步的，所述等离激元贵金属材料为au或者ag中的任一种，所述介质材料为sio2或者al2o3中的任一种。

6、进一步的，所述第一圆盘塔及所述第二圆盘塔包括三层结构，从下至上依次包括第一金属层、第一间隔层及第二金属层。

7、进一步的，所述第一圆盘塔及所述第二圆盘塔包括七层结构，从下至上依次包括从下至上依次为第一金属层、第一间隔层、第二金属层、第二间隔层、第三金属层、第三间隔层、第四金属层。

8、进一步的，位于同一层的异二聚体结构分别由直径不同的第一纳米圆盘和第二纳米圆盘组成。

9、进一步的，所述第一纳米圆盘的直径为120～200纳米，所述第二纳米圆盘的直径为200～280纳米。

10、进一步的，所有金属层的厚度均为20～40纳米，所有间隔层的厚度为10～20纳米。

11、进一步的，所述第一金属层、所述第一间隔层、所述第三金属层、所述第三间隔层的结构相同，所述第二金属层、所述第二间隔层、所述第四金属层的结构相同。

12、还提供一种实现非互易的光流控器件的应用，所述光流控器件用于实现非互易性的颗粒操控。

13、与现有技术相比，本发明的优点在于：

14、1.本发明所提供的一种实现非互易光流控的器件，通过对多层非对称等离激元纳米圆盘的堆叠构建非对称的传热路径，当光从前向照射和后向照射时，使得光激发和热传递发生在不同的传热路径上，产生相反的温度梯度，从而使得该器件在前向照射和后向照射下诱导的流体对流不同，实现非互易地流体控制。该器件简单方便，避免了传统的非互易器件需要外加磁场、非线性或者对材料的介电常数进行时空调制等等这些复杂的技术手段。仅需通过对多层非对称圆盘的堆叠构建非对称的传热路径，从而产生非互易性。

15、本发明的光流控器件由多层等离激元纳米结构组成，结构简单，可结合电子束刻蚀、电子束蒸发镀膜、以及剥离工艺直接完成制备，制备方便。

16、2.本发明的光流控器件可以用于实现非互易性的颗粒操控，诸如实现颗粒传输、颗粒分离等方面的应用，在生物传感、药物检测等方向具有十分广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种实现非互易光流控的器件，其特征在于，包括：基底层及设在所述基底层上方的第一圆盘塔和第二圆盘塔，所述第一圆盘塔及所述第二圆盘塔均为多层结构，层数相同且每一层对应设置，所述第一圆盘塔及所述第二圆盘塔的同一层形成异二聚体结构，当所述第一圆盘塔上的某层的直径较大时，则位于所述第二圆盘塔上与之对应的一层的直径则较小；当所述第一圆盘塔上的某层的直径较小时，则位于所述第二圆盘塔上与之对应的一层的直径则较大。

2.根据权利要求1所述的一种实现非互易光流控的器件，其特征在于，所述基底层为玻璃，位于所述第一圆盘塔及所述第二圆盘塔同一层的异二聚体结构材料相同，均为等离激元贵金属或介质材料。

3.根据权利要求2所述的一种实现非互易光流控的器件，其特征在于，所述等离激元贵金属材料为au或者ag中的任一种，所述介质材料为sio2或者al2o3中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种实现非互易光流控的器件，其特征在于，所述第一圆盘塔及所述第二圆盘塔包括三层结构，从下至上依次包括第一金属层、第一间隔层及第二金属层。

5.根据权利要求1所述的一种实现非互易光流控的器件，其特征在于，所述第一圆盘塔及所述第二圆盘塔包括七层结构，从下至上依次包括第一金属层、第一间隔层、第二金属层、第二间隔层、第三金属层、第三间隔层、第四金属层。

6.根据权利要求4或5所述的一种实现非互易光流控的器件，其特征在于，位于同一层的异二聚体结构分别由直径不同的第一纳米圆盘和第二纳米圆盘组成。

7.根据权利要求6所述的一种实现非互易光流控的器件，其特征在于，所述第一纳米圆盘的直径为120～200纳米，所述第二纳米圆盘的直径为200～280纳米。

8.根据权利要求7所述的一种实现非互易光流控的器件，其特征在于，所有金属层的厚度均为20～40纳米，所有间隔层的厚度为10～20纳米。

9.根据权利要求5所述的一种实现非互易的光流控器件，其特征在于，所述第一金属层、所述第一间隔层、所述第三金属层、所述第三间隔层的结构相同，所述第二金属层、所述第二间隔层、所述第四金属层的结构相同。

10.基于权利要求1～9任一项所述的一种实现非互易光流控的器件的应用，其特征在于，所述光流控器件用于实现非互易性的颗粒操控。

技术总结本发明公开了一种实现非互易光流控的器件及其应用，涉及光流控技术领域。器件包括：基底层及设在基底层上方的第一圆盘塔和第二圆盘塔，第一圆盘塔及第二圆盘塔均为多层结构，层数相同且每一层对应设置，第一圆盘塔及第二圆盘塔的同一层形成异二聚体结构，当第一圆盘塔上的某层的直径较大时，则位于第二圆盘塔上与之对应的一层的直径则较小；当第一圆盘塔上的某层的直径较小时，则位于第二圆盘塔上与之对应的一层的直径则较大。通过多层非对称等离激元纳米圆盘的堆叠构建了非对称的传热路径，实现了非互易地流体控制。还提供实现非互易光流控的器件的应用，用于实现非互易性的颗粒操控。技术研发人员：景志敏,王志明,童鑫,马翠苹受保护的技术使用者：电子科技大学长三角研究院（湖州）技术研发日：技术公布日：2024/1/14