一种增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构及其制备方法.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CN110534608A(43)申请公布日2019.12.03(21)申请号201910713287.5(22)申请日2019.08.02(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代理人韩飞(51)Int.Cl.H01L31/09(2006.01)H01L31/028(2006.01)H01L31/0236(2006.01)H01L31/0352(2006.01)B81B7/04(2006.01)C01B32/182(2017.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构及其制备方法，该光吸收结构包括：从下往上依次层叠设置的金属基底、介质层、金属微纳阵列及石墨烯。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。CN110534608ACN110534608A权利要求书1/1页1.一种增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构，其特征在于，包括从下往上依次层叠设置的金属基底(4)、介质层(3)、金属微纳阵列(2)及石墨烯(1)。2.如权利要求1所述的增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构，其特征在于，所述金属基底(4)由银金属制成。3.如权利要求1所述的增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构，其特征在于，所述金属基底(4)的厚度为100nm。4.如权利要求1所述的增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构，其特征在于，所述介质层(3)为三氧化二铝。5.如权利要求1所述的增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构，其特征在于，所述介质层(3)的厚度为55nm。6.如权利要求1所述的增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构，其特征在于，所述金属微纳阵列(2)由银金属制成。7.一种如权利要求1所述增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)提供金属基底(4)；2)在金属基底(4)上沉积介质层(3)；3)在介质层(3)上制备金属微纳阵列(2)；4)将石墨烯(1)转移至金属微纳阵列(2)上。8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中的金属基底(4)由银金属材料制成。9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中的金属基底(4)的厚度为100nm。10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中的介质层(3)为三氧化二铝。11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中介质层(3)的沉积方法为原子力沉积法。12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中介质层(3)的厚度为55nm。13.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中金属微纳阵列(2)由银金属材料制成。14.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中金属微纳阵列(2)的几何尺寸如下：周期p＝200nm，宽度w＝160nm，高度h＝20nm。15.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中石墨烯(1)的转移方法为基体刻蚀转移法、roll-to-roll转移法、电化学剥离转移法、干式转移法、湿式转移法、机械剥离转移法中的至少一种。2CN110534608A说明书1/3页一种增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及光电技术领域，特别涉及一种增强型石墨烯近红外宽波段光吸收结构及其制备方法。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相比，石墨烯具有零带隙结构，其作为一种广谱探测器，可以实现从紫外波段到太赫兹波段的全谱检测，从而在广谱探测方面优势显著；此外，石墨烯还具有超高的载流子迁移率，且其表面无悬挂键，可以直接与硅基基底通过范德瓦尔斯外延形成异质结，而不用担心传统异质结的晶格失配问题。然而，虽