一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器.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CN110600887A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910586954.8(22)申请日2019.06.21(71)申请人安阳师范学院地址455000河南省安阳市弦歌大道436号(72)发明人胡丹张进峰刘丹(51)Int.Cl.H01Q17/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器(57)摘要本发明公开了一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器。本发明的吸收器由多个吸收器单元构成，所述的每个吸收器单元包括：衬底层(1)、金属层(2)、石墨烯层(3)；衬底层(1)位于最下层，衬底层(1)的上层是金属层(2)，金属层的上层是石墨烯层(3)；圆形谐振腔(21)的几何中心与结构单元的几何中心相重合，从金属层(2)的上表面开始刻到金属层(2)内一定深度但没有刻透；所述的圆形谐振腔(21)中无填充材料。本发明提供的太赫兹吸收器具有结构简单，吸收率高，极化不敏感且有六个吸收峰值点。CN110600887ACN110600887A权利要求书1/1页1.一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器，其特征在于：该吸收器由多个吸收器单元构成，所述的每个吸收器单元包括：衬底层(1)、金属层(2)、石墨烯层(3)；衬底层(1)位于最下层，衬底层(1)的上层是金属层(2)，金属层的上层是石墨烯层(3)；圆形谐振腔(21)的几何中心与结构单元的几何中心相重合，从金属层(2)的上表面开始刻到金属层(2)内一定深度但没有刻透，所述一定深度是指从圆形谐振腔(21)的底部到衬底的上表面剩余的金属膜厚度仍能远大于电磁波的穿透深度；所述的圆形谐振腔(21)中无填充电磁波材质。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器，其特征在于：所述衬底(1)为高阻硅、聚酰亚胺、砷化镓或石英晶体中的一种，厚度为50～1000微米。3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器，其特征在于：所述金属膜的厚度t远大于电磁波在金属中的穿透深度hskin，从圆形谐振腔(21)的底部到衬底的上表面剩余的金属膜的厚度仍能远大于电磁波的穿透深度，即t＞＞hskin。4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器，其特征在于：所述每个吸波器单元的横剖面都为正方形，其边长P为80微米。5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器，其特征在于：所述圆形谐振腔(21)深度h为150微米。6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器，其特征在于：所述圆形谐振腔(21)的半径r为22微米。7.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器，其特征在于：所述金属层(2)由银、铜、金或铝中的一种制成。8.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器，其特征在于：所述的石墨烯层(3)的费米能级为0.6电子伏特，弛豫时间为0.2皮秒。9.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器，其特征在于：所述吸波单元的阵列个数不少于10×10个。2CN110600887A说明书1/2页一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器技术领域[0001]本发明涉及太赫兹技术领域，具体涉及一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器。背景技术[0002]太赫兹是频带从0.1THz到10THz(波长3mm到0.03mm)介于微波与红外波段之间频谱范围的电磁波谱区域。由于太赫兹波具有光子能量低、脉宽窄等独特性质，使得它在物理、化学和生命科学等基础研究学科以及医学成像、安全检查、产品检测、空间通信和武器制导等应用学科都具有重要的研究价值和应用前景，从而在世界范围内引起强烈反响，北美洲、欧洲、亚洲、澳大利亚等诸多国家及地区政府、机构、企业、大学和研究机构相继进行太赫兹技术的研发，特别是美国和日本把太赫兹技术列为国家的重点研发对象。[0003]吸收器作为太赫兹技术应用中不可缺少的功能性器件，加大力度研发吸收器将有利于太赫兹技术的发展。而现存吸收器中普遍存在吸收频带少、吸收率低、结构复杂以及尺寸较大等缺点。针对以上缺点，本发明设计了一种具有六频吸收、结构简单，尺寸较小易于集成等优点的多频带太赫兹吸收器。发明内容[0004]本发明的目的是为了提供一种基于石墨烯的多频带太赫兹吸收器。[0005]本发明的目的是这样实现的：该吸收器由多个吸收器单元构成，所述的每个吸收器单元包括：衬底层(1)、金属层(2)、石墨烯层(3)；衬底层(1)位于最下层，衬底层(1)的上层是金属层(2)，金属层的上层是石墨烯层(3)；圆形谐振腔(21)的几何中心与结构单元的几何中心相重合，从金属层(2)的上表面开始刻到金属层(2)内一定深度但没有刻透，所