基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料与应用.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CN112928485A(43)申请公布日2021.06.08(21)申请号202110103835.X(22)申请日2021.01.26(71)申请人山东大学地址250101山东省济南市高新区舜华路1500号(72)发明人时彦朋王陆尧刘笑宇宋金梅(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人李圣梅(51)Int.Cl.H01Q15/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料与应用(57)摘要本公开提供一种基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料与应用，所述超材料包括硅环、硅矩形棒和石墨烯条，硅环外边缘与硅矩形棒之间留有间隙，石墨烯条置于硅环或硅矩形棒底部。通过将石墨烯集成到谐振器，对全介质的电磁诱导透明现象进行主动调谐，很好的实现了对透明窗口的开关效应。CN112928485ACN112928485A权利要求书1/1页1.一种基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料，其特征在于，所述超材料包括硅环、硅矩形棒和石墨烯条，硅环外边缘与硅矩形棒之间留有间隙，石墨烯条置于硅环或硅矩形棒底部。2.如权利要求1所述的一种基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料，其特征在于，所述超材料的衬底为二氧化硅。3.如权利要求1所述的一种基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料，其特征在于，所述超材料由若干结构单元周期构成，结构单元周期的横向周期为150‑300μm，优选的，为150μm；纵向周期为150‑300μm，优选的，为150μm。4.如权利要求3所述的一种基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料，其特征在于，每一个结构单元由硅环、硅矩形棒和石墨烯条构成，硅矩形棒的纵向轴线与硅环轴线平行；石墨烯条与硅矩形棒平行。5.如权利要求1所述的一种基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料，其特征在于，所述硅环外径为45‑90μm，优选的，为45μm；内径为22‑44μm，优选的，为22μm；或，所述硅环厚度为2‑4μm，优选的，为2μm。6.如权利要求1所述的一种基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料，其特征在于，所述硅矩形棒长度为144‑288μm，优选的，为144μm；宽度为30‑60μm，优选的，为30μm；厚度为2‑4μm，优选的，为2μm。7.如权利要求3所述的一种基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料，其特征在于，每一个结构单元中，硅环外径边缘与硅矩形棒外边缘之间的距离为5‑20μm，优选的，为14μm。8.如权利要求1所述的一种基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料，其特征在于，所述石墨烯条为单层矩形石墨烯，宽度为1‑10μm，优选的，为5μm。9.如权利要求1所述的一种基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料，其特征在于，当石墨烯条置于硅环底部时，硅环两侧分别设置石墨烯条，石墨烯条的外边缘与硅环外径边缘重合；或，当石墨烯条置于硅矩形棒底部时，石墨烯条处于硅矩形棒底部中央，与硅矩形棒纵向轴线重合。10.权利要求1‑9任一项所述的一种基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料在微电子技术、太赫兹超材料功能器件领域中的应用。2CN112928485A说明书1/5页基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料与应用技术领域[0001]本发明涉及太赫兹超材料功能器件技术领域，具体为基于石墨烯主动调谐的太赫兹电磁诱导透明超材料与应用。背景技术[0002]公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。[0003]太赫兹波是指频率在0.1‑10THz的电磁波谱，处于电子学与光子学的交叉领域，是人类最后一个尚未完全开发的电磁波段。依靠其独特的高投射性、宽带性、低能量等性质，在大容量通讯、生物成像、安全检查等众多领域发挥了重大作用。太赫兹波具有高穿透性、光子能量低、高宽带等众多优良特性，其在国防安全、天文观测、无限电通信等方面逐渐展现出巨大的应用价值。[0004]超材料为人为设计的人工电磁材料，超材料可以产生一些自然材料所不具备的现象，如负折射率现象、逆多普勒现象等，人们可以通过对超材料结构进行设计来实现所需要的功能。随着人工超材料的发展，各种金属的谐振器被设计作为明暗模式来激发电磁诱导透明，特别是在THz领域。但是，传统的超材料功能器件，电磁响应特性由其单元几何结构决定，功能器件制备之后，几何结构便固定下来，则电磁响应固定，对于太赫兹超材料则表现为拥有固定频率的吸收峰，因此，只能被动调节吸收频率。然而，随着技术应用的不断发展，需要主动协调改变