The invention discloses a silicon-based plasma ultra-wideband terahertz wave absorber. The terahertz wave absorber comprises a basic unit arranged in a periodic array. The basic unit has a square front, a depressed quadripyramid front and seamless connection between the basic units. The material of the terahertz wave absorber is phosphorus-doped n-type silicon wafer or other semiconductor materials. Material. The silicon-based plasma ultra-wideband terahertz wave absorber proposed by the invention generates broadband plasma resonance effect by designing the structure of the sag, enhances the absorption rate, greatly improves the relative bandwidth, simplifies the process flow and reduces the production cost.
【技术实现步骤摘要】
一种硅基等离子体超宽频带太赫兹波吸收器
本专利技术属于超材料及电磁功能材料
,涉及一种太赫兹波吸收器,特别涉及一种硅基等离子体超宽频带太赫兹波吸收器。
技术介绍
太赫兹波吸收器在高分辨率频谱成像、高数据速率短距离通信、材料分析、化学和生物传感以及太赫兹隐身等领域具有巨大的应用潜力。现阶段,人们利用超材料技术制备了各种太赫兹波吸收器,可实现单频带、多频带以及宽频带吸收。国内外研究的太赫兹波吸收器一般为“电谐振器-介质层-金属层”结构,其工作原理是对吸收电磁波的电和磁响应的微结构单元进行独立设计,产生局域的电磁共振,使其达到理想的阻抗匹配,从而实现对入射电磁波的理想吸收。这种太赫兹波吸收器虽然可以实现吸收率大于90%的强吸收,但工作频带窄。目前实现多频与宽频带吸收的方法主要有两种,一种是在厚度方向上多层金属嵌套实现宽带吸收;另一种是在平面内将不同尺寸金属单元组合排列在一起构成超单元来实现宽带吸收。第一种方法虽然可以设计成宽带吸收器,但展宽频带有限,吸收率超过90%的相对带宽很难超过100%,另外工艺要求高,制备过程复杂,加工成本高,难以制备实现;第二种方法设计为三层结构,在工艺上容易实现,而且成本低,但是难以实现超宽带强吸收。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷和需求,本专利技术提出了一种硅基等离子体超宽频带太赫兹波吸收器,其目的在于解决现有超材料太赫兹波吸收器带宽不足和吸收效率低的问题。为实现上述目的,本专利技术提出了一种硅基等离子体超宽频带太赫兹波吸收器的基本单元,所述基本单元为正面呈正方形的长方体,所述正面具有凹陷的立体几何图形。进一步地,所述立体几何图 ...
【技术保护点】
1.一种硅基等离子体超宽频带太赫兹波吸收器的基本单元,其特征在于,所述基本单元为正面呈正方形的长方体,所述正面具有凹陷的立体几何图形;所述立体几何图形是棱锥、圆锥、圆柱或者长方体;所述棱锥或圆锥的倾斜角度(α)≥20°;所述基本单元的周期性长度(p)为50‑300μm、厚度(ts)为50‑500μm,所述立体几何图形的缺口长度(l)为48‑290μm、缺口深度(h)为25‑250μm,所述立体几何图形的缺口长度(l)小于等于所述基本单元的周期性长度(p),所述立体几何图形的缺口深度(h)小于所述基本单元的厚度(ts);所述基本单元的材料是半导体;所述半导体的生长取向为(100)、电阻率为0.01‑0.8Ωcm;所述半导体是磷掺杂的n型硅片或者硼掺杂的n型硅片。
【技术特征摘要】
1.一种硅基等离子体超宽频带太赫兹波吸收器的基本单元,其特征在于,所述基本单元为正面呈正方形的长方体,所述正面具有凹陷的立体几何图形;所述立体几何图形是棱锥、圆锥、圆柱或者长方体;所述棱锥或圆锥的倾斜角度(α)≥20°;所述基本单元的周期性长度(p)为50-300μm、厚度(ts)为50-500μm,所述立体几何图形的缺口长度(l)为48-290μm、缺口深度(h)为25-250μm,所述立体几何图形的缺口长度(l)小于等于所述基本单元的周期性长度(p),所述立体几何图形的缺口深度(h)小于所述基本单元的厚度(ts);所述基本单元的材料是半导体;所述半导体的生长取向为(100)、电阻率为0.01-0.8Ωcm;所述半导体是磷掺杂的n型硅片或者硼掺杂的n型硅片。2.根据权利要求1所述的硅基等离子体超宽频带太赫兹波吸收器的基本单元,其特征在于,所述立体几何图形是四棱锥,四棱锥的缺口深度(h)是基本单元的厚度(ts)的一半。3.根据权利要求2所述的硅...
【专利技术属性】
技术研发人员:程用志,李维刚,刘超,
申请(专利权)人:武汉科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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