一种基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构.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CN111261734A(43)申请公布日2020.06.09(21)申请号202010071831.3(22)申请日2020.01.21(71)申请人苏州众为光电有限公司地址215000江苏省苏州市高新区向街8号(72)发明人刘永杜明(74)专利代理机构北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)11369代理人张川(51)Int.Cl.H01L31/028(2006.01)H01L31/0232(2014.01)H01L31/08(2006.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构(57)摘要本发明公开了一种基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构，包括从上至下依次层叠设置的石墨烯层、金属微纳阵列层、介质层及基底层，其中，所述金属微纳阵列层包括沿一阵列方向依次交替间隔设置的第一微纳颗粒列与第二微纳颗粒列，所述第一微纳颗粒列与第二微纳颗粒列中均由若干等距间隔设置的金属微纳颗粒沿着各自的列队方向布置而成。根据本发明，通过在金属基底上方放置一个金属微纳阵列，两个金属的电场之间发生很强的交互作用从而产生局域的等离子体激元谐振耦合，将石墨烯与这种结构结合，使得石墨烯表面的局域场增强从而增强了石墨烯的光吸收率；通过对金属微纳阵列占空比的调整，可以实现石墨烯在特定波段光吸收的增强。CN111261734ACN111261734A权利要求书1/1页1.一种基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构，其特征在于，包括从上至下依次层叠设置的石墨烯层(11)、金属微纳阵列层(12)、介质层(13)及基底层(14)，其中，所述金属微纳阵列层(12)包括沿一阵列方向依次交替间隔设置的第一微纳颗粒列(121)与第二微纳颗粒列(122)，所述第一微纳颗粒列(121)与第二微纳颗粒列(122)中均由若干等距间隔设置的金属微纳颗粒沿着各自的列队方向布置而成。2.如权利要求1所述的基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构，其特征在于，所述第一微纳颗粒列(121)与第二微纳颗粒列(122)中的金属微纳颗粒均为圆柱状结构。3.如权利要求1所述的基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构，其特征在于，假定所述第一微纳颗粒列(121)的阵列周期为P1，所述第二微纳颗粒列(122)的阵列周期为P2，所述第一微纳颗粒列(121)与第二微纳颗粒列(122)的总阵列周期为P，则有P＝P1+P2。4.如权利要求3所述的基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构，其特征在于，P＝340nm，P1＝180nm，P2＝160nm。5.如权利要求2所述的基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构，其特征在于，假定所述第一微纳颗粒列(121)的金属微纳颗粒的直径为W1,所述第二微纳颗粒列(122)的金属微纳颗粒的直径为W2，所述第一微纳颗粒列(121)与第二微纳颗粒列(122)的高度为h，则有W1＝160nm，W2＝140nm，h＝20nm。6.如权利要求1所述的基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构，其特征在于，所述基底层(14)由银金属制成。7.如权利要求1所述的基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构，其特征在于，所述基底层(14)的厚度为100nm。8.如权利要求1所述的基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构，其特征在于，所述介质层(13)为三氧化二铝。9.如权利要求1所述的基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构，其特征在于，所述介质层(13)的厚度为55nm。10.如权利要求1所述的基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构，其特征在于，所述金属微纳阵列层(12)由银金属制成。2CN111261734A说明书1/3页一种基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构技术领域[0001]本发明涉及光电技术领域，特别涉及一种基于石墨烯-金属微纳阵列的近红外宽波段光吸收增强结构。背景技术[0002]光探测器作为一种重要的信息感知器件，极大的推动了人类科技发展和信息化进程。广谱探测与成像在卫星遥感、成像及光通信等领域有广阔的应用前景，近红外宽光谱探测器作为其关键部分有十分重要的研究价值。目前，传统的基于碲化汞镉(HgCdTe)、砷铟镓(InGaAs)等材料的红外探测器，为了提高信噪比，通常需要制冷，导致探测器的体积大、成本高。实现便携、低成本的红外探测是重要的发展趋势。[0003]石墨烯以其独特的机械、电学、光学方面的显著优势，成为目前光探测器领域的研究热点。与传统的半导体材料