基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114336088A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202210057382.6(22)申请日2022.01.19(71)申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县福州大学城乌龙江北大道2号福州大学(72)发明人黄异钟宇杰钟舜聪林廷玲曾秋铭(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人郭东亮蔡学俊(51)Int.Cl.H01Q17/00(2006.01)G02B5/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器及其方法(57)摘要本发明提出基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器及其方法，所述吸波器从顶部至底部依次设有二硫化钼阵列层、中间介质层、金属层；所述二硫化钼阵列层以按规则图形周期性排列的多个二硫化钼单元组成，在高载流子浓度下呈现二硫化钼的类金属性质，具备对特定频段的入射太赫兹波的高吸收率；本发明用二维材料替代传统金属超表面的吸波器设计，实现了对太赫兹波的宽带可调吸收，结构简单、调制功能优异、吸收带宽极宽、对入射角度和偏振不敏感。CN114336088ACN114336088A权利要求书1/1页1.基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器，其特征在于：所述吸波器从顶部至底部依次设有二硫化钼阵列层（1）、中间介质层（2）、金属层（3）；所述二硫化钼阵列层以按规则图形周期性排列的多个二硫化钼单元组成，在高载流子浓度下呈现二硫化钼的类金属性质，具备对特定频段的入射太赫兹波的高吸收率。2.根据权利要求1所述的基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器，其特征在于：所述多个二硫化钼单元行列式地贴覆于中间介质层上，排列的周期为px=py=60μm，所述二硫化钼单元包括圆环图案的二硫化钼子单元和位于圆环图案中部的十字叉图案的二硫化钼子单元，所述圆环图案的二硫化钼子单元、十字叉图案的二硫化钼子单元位于同一平面内，通过几何中心对齐。3.根据权利要求2所述的基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器，其特征在于：所述圆环图案的外径为r1=20μm，内径为r2=16μm；所述十字叉图案的长边为c1=30μm，短边为c2=2μm。4.根据权利要求2所述的基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器，其特征在于：二硫化钼阵列层为单层二硫化钼结构，其高度为单层二硫化钼结构的厚度，约为0.65nm。5.根据权利要求1所述的基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器，其特征在于：所述中间介质层为TOPAS材料的环烯烃类共聚物，其介电常数为2.35，高度为h=26μm。6.根据权利要求1所述的基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器，其特征在于：所述金属层为金元素，其电导率为5.9×107S/m，厚度为0.2μm，所述金属层符合衬底的趋肤深度要求，可阻止太赫兹波透过。7.根据权利要求1所述的基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器，其特征在于：所述太赫兹吸波器的完美工作频段为吸收率大于90%的频段，范围是1.2~2.67THz,相对吸收带宽为76.0%。8.基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器的制备方法，其特征在于：权利要求4中的单层二硫化钼结构，其制备方法是以机械剥离方法从块状的二硫化钼晶体中提取。9.基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器的吸收性能调节方法，其特征在于：所述太赫兹吸波器的吸收性能调节方法，为通过改变二硫化钼阵列层的二硫化钼载流子浓度，使吸波器的吸收性能在从零吸收到完全吸收范围内进行调节。2CN114336088A说明书1/4页基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器及其方法技术领域[0001]本发明涉及太赫兹频段吸波领域，尤其是基于二硫化钼的宽带可调太赫兹吸波器及其方法。背景技术[0002]太赫兹（THz）波是频段约在0.1~10THz之间的电磁波。随着新兴太赫兹科学与技术的不断发展，已经延伸出包括宽带通信、雷达探测、医学成像、无损检测、安全检查等方面在内的新应用。由于太赫兹频段包含更为丰富的频率信息，可以用于探测到更小的目标，因此开发专用于吸收太赫兹波的吸波器就显得尤为重要。[0003]二硫化钼是一种常见于天然辉钼矿中的过渡金属二硫化物，通过简单的机械剥离等方式，从块状的二硫化钼晶体中可以提取出单层的二硫化钼二维结构，它具有及其独特的二维材料性质，包括非零的天然带隙、圆偏振光选择性和谷霍尔效应等。由于单层二硫化钼具有的优越光电特性，使其被广泛地运用于电磁波吸收的研究中。[0004]传统的太赫兹吸波器通常是利用金属超表面的图案化结构，与底部的金属层相耦合，实现对入射太赫兹波的电磁场局域，从而增强对太赫兹波的吸收。然而，一旦在设计时规定了结构参数，太赫兹吸波器的吸波性能便已经确定了，且一般无法达到宽带吸收。本发明是基于静电掺杂来