单片多功能集成的自旋太赫兹器件.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115986383A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211390175.9H01Q15/00(2006.01)(22)申请日2022.11.08(71)申请人太锐芯科技（青岛）有限公司地址266000山东省青岛市崂山区松岭路169号国际创新园B座12楼B2-1房间(72)发明人温良恭周友盛白中扬孙统李昭颖(74)专利代理机构青岛中天汇智知识产权代理有限公司37241专利代理师杨帆(51)Int.Cl.H01Q1/38(2006.01)H01Q13/20(2006.01)H01Q3/26(2006.01)H01Q1/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图7页(54)发明名称单片多功能集成的自旋太赫兹器件(57)摘要本申请公开了一种单片多功能集成的自旋太赫兹器件，属于传感技术领域，解决了现有技术中太赫兹器件集成化多功能调制的问题。本申请的技术方案，包括自旋太赫兹天线单元，自旋太赫兹天线单元包括衬底介质基片、自旋薄膜和波导天线。波导天线设置于衬底介质基片的上表面并围绕自旋薄膜均匀排布，或者波导天线位于自旋薄膜的上表面并围绕自旋薄膜的上表面中心均匀排布，进而实现集成化有源调控的自旋太赫兹单元。利用该结构的幅频特性，可以构建自旋相控阵列，进而实现有源可调谐的自旋相控阵。本申请的技术方案，构建了对太赫兹辐射具有调制作用的多功能器件，实现了太赫兹波产生、增强和调控的多功能单片集成，具有巨大应用潜力。CN115986383ACN115986383A权利要求书1/1页1.一种单片多功能集成的自旋太赫兹器件，包括排布为自旋相控阵列的若干自旋太赫兹天线单元；所述自旋太赫兹天线单元包括：衬底介质基片(1)和自旋薄膜(2)，自旋薄膜(2)为铁磁异质结构；自旋薄膜(2)被构建于衬底介质基片(1)上；波导天线(3)，波导天线(3)为金属结构或超材料结构；其特征在于：波导天线(3)至少为一个，波导天线(3)被构建于衬底介质基片(1)上并围绕自旋薄膜(2)排布；或者波导天线(3)至少为一个，波导天线(3)被构建于自旋薄膜(2)上并围绕自旋薄膜(2)的上表面中心排布。2.根据权利要求1所述的单片多功能集成的自旋太赫兹器件，其特征在于：所述自旋薄膜(2)为图案化自旋薄膜；波导天线(3)为两个时，两个波导天线(3)被构建于自旋薄膜(2)上且两个波导天线(3)在自旋薄膜(2)上相对间隔设置。3.根据权利要求1所述的单片多功能集成的自旋太赫兹器件，其特征在于：所述自旋薄膜(2)为图案化自旋薄膜；所述波导天线(3)为两个且被构建于衬底介质基片(1)上时，两个波导天线(3)被构建于自旋薄膜(2)的两侧。4.根据权利要求1所述的单片多功能集成的自旋太赫兹器件，其特征在于：所述自旋薄膜(2)由至少一层金属层和/或无机化合物叠合而成。5.根据权利要求2所述的单片多功能集成的自旋太赫兹器件，其特征在于：所述自旋薄膜(2)包括Pt层(21)、CoFeB层(22)和W层(23)；所述W层(23)、CoFeB层(22)、Pt层(21)由自旋薄膜(2)的下端至上端依次叠合设置。6.根据权利要求2所述的单片多功能集成的自旋太赫兹器件，其特征在于：波导天线(3)被构建于自旋薄膜(2)上时，波导天线(3)的材质采用与自旋薄膜(2)顶层材质由不同的材质或者相同的材质制作。7.根据权利要求2所述的单片多功能集成的自旋太赫兹器件，其特征在于：波导天线(3)被构建于自旋薄膜(2)上时，波导天线(3)由自旋薄膜(2)的上表面部分区域向远离衬底介质基片(1)的方向延伸形成。2CN115986383A说明书1/5页单片多功能集成的自旋太赫兹器件技术领域[0001]本发明涉及一种单片多功能集成的自旋太赫兹器件，涉及光学、传感技术领域。背景技术[0002]基于超材料天线的太赫兹有源相控阵是一种重要的单片多功能集成的自旋太赫兹器件。自旋源向外辐射的太赫兹电磁波经过前端电路处理后通过波导传输至天线并向外辐射，集成在天线上的超材料对辐射的电磁波具有调制作用。信息超材料主动可编程，采用超材料可以实现对波束的调控，有利于构建高功率一体化的器件。[0003]太赫兹偏振调制器主要是利用具有各向异性的谐振单元结构使超表面对两个偏振的相位突变不同。包括波片和手征性(旋光性)控制器等。宽带波片可在介电材料上制备，将宽带波片夹在超材料之中是一种典型偏振调制器结构。波片可根据调制功能进行相应的处理。利用偏振调制器可以对太赫兹波的偏振进行调控，如将线偏振光调制为圆偏振光。调制器的主要工作原理为超表面对两个偏振的相位突变不同，这要求波片具有双折射特性。目前太赫兹频段的波片大多利用天然材料的固有双折射性，如晶体石英、液晶。也可以通过堆叠聚合物