一种基于石墨烯超材料的太赫兹光栅器件制造技术

一种基于石墨烯超材料的太赫兹光栅器件，属于太赫兹技术领域。本实用新型专利技术包括衬底层、绝缘介质层、石墨烯超材料光栅层、源电极、漏电极、离子凝胶栅介电层和顶栅门电极。所述衬底水平设置在最下层，所述绝缘介质层水平设置在衬底的上表面上，所述石墨烯超材料光栅层平行设置在绝缘介质层的上表面的中间位置，所述源电极、漏电极设置在石墨烯超材料层两侧，并覆盖石墨烯超材料边缘，所述离子凝胶栅介电层旋涂在石墨烯层及源漏电极上方，所述顶栅门电极设置在离子凝胶栅介电层上方边缘位置。本实用新型专利技术与现有的光栅器件相比，可以通过栅压改变石墨烯的费米能级，实现对不同频率太赫兹波的调控，可应用于太赫兹调制器及太赫兹成像系统中。并且，对于同一频率的太赫兹波而言，可通过调节栅压实现光栅器件的开关。

A terahertz grating device based on graphene metamaterials

A terahertz grating device based on graphene metamaterials belongs to the terahertz technology field. The utility model comprises a substrate layer, an insulating medium layer, a graphene metamaterial grating layer, a source electrode, a drain electrode, an ion gel gate dielectric layer and a top gate electrode. The substrate level is set at the lowest level, and the insulating layer is horizontally arranged on the upper surface of the substrate, the graphene supermaterial grating layer is arranged in the middle position of the upper surface of the dielectric layer, and the source electrode and the leakage electrode are set on both sides of the graphene supermaterial layer and cover the edges of the graphene supermaterial. The ion gel gate dielectric layer is swirled on the graphene layer and the source drain electrode, and the top gate electrode is arranged at the edge position above the ion gel gate dielectric layer. Compared with the existing grating devices, the utility model can change the Fermi level of graphene through the gate pressure, and realize the regulation of different frequency terahertz waves, and can be applied to the terahertz modulator and the terahertz imaging system. Moreover, for the same frequency terahertz wave, the switch of grating device can be realized by adjusting gate voltage.

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯超材料的太赫兹光栅器件
本技术涉及太赫兹
，特别是一种基于石墨烯超材料的太赫兹光栅器件
技术介绍
太赫兹(Terahertz，简称THz，1THz＝1012Hz)波，通常定义为频率在0.1-10THz(波长在30-3000μm)范围内的电磁波，其波段位于微波与红外之间，处于电子学与光子学研究的交叉领域。长期以来，由于缺乏有效的太赫兹源和太赫兹探测技术，人们对太赫兹波的研究较少，以致形成了“太赫兹空白”现象。上世纪80年代以来，随着一系列新材料、新技术的迅速发展，尤其是超快激光技术、超短脉冲技术和微纳加工技术的发展，限制太赫兹科学发展的因素基本被解决，太赫兹技术也从此得以迅速发展，成为当今基础科学与应用科学的热门研究方向。石墨烯是一种单原子层二维新型碳材料，具有宽波谱响应(从紫外到太赫兹波段)；而且，由于其带隙宽度为零的特征，使电子不仅可进行带间跃迁，也可实现长波长的带内跃迁，是制备太赫兹光电器件的理想材料。此外，光与石墨烯的相互作用比较强，例如，光可与石墨烯中的等离激元、声子、激子等准离子在特定情况下产生共振耦合，可增强对太赫兹波的吸收。另一个重要特点是，石墨烯特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯超材料的太赫兹光栅器件，其特征在于，包括衬底层(1)、绝缘介质层(2)、石墨烯超材料光栅层(3)、源电极(4)、漏电极(5)、离子凝胶栅介电层(6)和顶栅门电极(7)；所述衬底层(1)水平设置在最下层，所述绝缘介质层(2)水平设置在衬底的上表面上，所述石墨烯超材料光栅层(3)平行设置在绝缘介质层(2)上表面的中间位置，绝缘介质层(2)的四个边分别为两个相对的a和b边以及另一相对的c和d边，a和b边在光栅长度方向的两侧；所述源电极(4)、漏电极(5)设置在石墨烯超材料光栅层(3)两侧即绝缘介质层(2)a和b的两边的上表面，并且源电极(4)、漏电极(5)覆盖石墨烯超材料光栅层(3)边...

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯超材料的太赫兹光栅器件，其特征在于，包括衬底层(1)、绝缘介质层(2)、石墨烯超材料光栅层(3)、源电极(4)、漏电极(5)、离子凝胶栅介电层(6)和顶栅门电极(7)；所述衬底层(1)水平设置在最下层，所述绝缘介质层(2)水平设置在衬底的上表面上，所述石墨烯超材料光栅层(3)平行设置在绝缘介质层(2)上表面的中间位置，绝缘介质层(2)的四个边分别为两个相对的a和b边以及另一相对的c和d边，a和b边在光栅长度方向的两侧；所述源电极(4)、漏电极(5)设置在石墨烯超材料光栅层(3)两侧即绝缘介质层(2)a和b的两边的上表面，并且源电极(4)、漏电极(5)覆盖石墨烯超材料光栅层(3)边缘，所述离子凝胶栅介电层(6)旋涂在石墨烯超材料光栅层(3)及源电极(4)和漏电极(5)的上方，所述顶栅门电极(7)设置在离子凝胶栅介电层(6)上方边缘位置。2.按照权利要求1所述的一种基于石墨烯超材料的太赫兹光栅器件，其特征在于，顶栅门电极(7)设在绝缘介质层(2)c或d边对应的离子凝胶栅介电层(6)上方边缘位置。3.按照权利要求1所述的一种基于石墨烯超材料的太赫兹光栅器件，其特征在于，所述的衬底层为正方形，边长为1-5cm，厚度为100-500μm，电阻率大于10000Ω·cm。4.按照权利要求1所述的一种基于石墨烯超材料的太赫兹光栅器件，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：严辉，史珂，张永哲，仝文浩，庞玮，宋雪梅，张铭，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：北京,11