基于动态可调的通信功能器件制造技术

本发明专利技术提供了一种基于动态可调的通信功能器件，包括调控层、中间介质层和基底层，其中，所述调控层、中间介质层、基底层自上而下层叠设置，所述调控层为石墨烯层。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术结构组成简单，材料容易获取和加工，相比较以往的器件大大提升了可调性和器件的灵活性，与现有存在的一些存储器或者具有传输功能的器件使用相比较，本发明专利技术克服了现有技术所带来的加工制作不便，有利于通信功能器件的可集成性和小型化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于动态可调的通信功能器件
本专利技术涉及通信功能器件，尤其涉及一种基于动态可调的通信功能器件。
技术介绍
传统的通信功能器件的可集成性较差，不利于小型化。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种基于动态可调的通信功能器件，有利于可集成性和小型化。本专利技术提供了一种基于动态可调的通信功能器件，包括调控层、中间介质层和基底层，其中，所述调控层、中间介质层、基底层自上而下层叠设置，所述调控层为石墨烯层。作为本专利技术的进一步改进，所述中间介质层为聚甲基丙烯酸甲酯层。作为本专利技术的进一步改进，所述基底层为硅层。作为本专利技术的进一步改进，所述石墨烯层的厚度为1nm，所述中间介质层的厚度为50nm，所述基底层的厚度为200nm。作为本专利技术的进一步改进，所述通信功能器件为Y-型通信功能器件、X-型通信功能器件、单输入-三输出通信功能器件、双输入-三输出通信功能器件、双输入-四输出通信功能器件中的任意一种。作为本专利技术的进一步改进，所述Y-型通信功能器件的尺寸为：输入宽度W＝800nm，石墨烯层厚度d0＝1nm，中间介质层厚度d＝50nm，基底层厚度d1＝200nm，输入长度L1＝500nm，输出第一段长度L2＝1000nm，输出第二段长度L3＝1500nm，输出宽度W1＝400nm。作为本专利技术的进一步改进，所述X-型通信功能器件的尺寸为：输入宽度＝输出宽度W＝400nm，石墨烯层厚度d0＝1nm，中间介质层厚度d＝50nm，基底层厚度d1＝200nm，输入长度＝输出长度L1＝1000nm，交汇段长度L2＝500nm。作为本专利技术的进一步改进，所述单输入-三输出通信功能器件的尺寸为：输入宽度＝输出宽度W＝400nm，间隙W1＝200nm，石墨烯层厚度d0＝1nm，中间介质层厚度d＝50nm，基底层厚度d1＝200nm，输入长度＝输出长度L1＝1000nm，交汇段长度L2＝500nm。作为本专利技术的进一步改进，所述双输入-三输出通信功能器件的尺寸为：输入宽度W0＝600nm，输入间隙＝输出宽度W1＝400nm，石墨烯层厚度d0＝1nm，中间介质层厚度d＝50nm，基底层厚度d1＝200nm，输入长度＝输出长度L1＝1000nm，交汇段长度L2＝500nm，输出间隙W2＝200nm。作为本专利技术的进一步改进，所述双输入-四输出通信功能器件的尺寸为：输入宽度W0＝800nm，输入间隙W1＝200nm，输出宽度W2＝400nm，输出间隙W3＝100nm，石墨烯层厚度d0＝1nm、中间介质层厚度d＝50nm，基底层厚度d1＝200nm，输入长度＝输出长度L1＝1000nm，交汇段长度L0＝500nm。本专利技术的有益效果是：本专利技术结构组成简单，材料容易获取和加工，相比较以往的器件大大提升了可调性和器件的灵活性，与现有存在的一些存储器或者具有传输功能的器件使用相比较，本专利技术克服了现有技术所带来的加工制作不便，有利于通信功能器件的可集成性和小型化。附图说明图1是本专利技术一种基于动态可调的通信功能器件的Y型结构图。图2是本专利技术一种基于动态可调的通信功能器件的X型结构图图3是本专利技术一种基于动态可调的通信功能器件的单输入-三输出型结构图。图4是本专利技术一种基于动态可调的通信功能器件的双输入-三输出型结构图。图5是本专利技术一种基于动态可调的通信功能器件的双输入-四输出型结构图图6是本专利技术一种基于动态可调的通信功能器件在x-y平面上Y型开关的电场分布图。图7是本专利技术一种基于动态可调的通信功能器件在x-y平面上X型开关的电场分布图。图8是本专利技术一种基于动态可调的通信功能器件在x-y平面上单输入-三输出结构的电场分布图。图9是本专利技术一种基于动态可调的通信功能器件在x-y平面上双输入-三输出结构的电场分布图。图10是本专利技术一种基于动态可调的通信功能器件在x-y平面上双输入-四输出结构的电场分布图。具体实施方式下面结合附图说明及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。如图1至图10所示，一种基于动态可调的通信功能器件，包括调控层、中间介质层和基底层，其中，所述调控层、中间介质层、基底层自上而下层叠设置，所述调控层为石墨烯层1，所述中间介质层为聚甲基丙烯酸甲酯层(PMMA)2，所述基底层为硅层3。如图1至图5所示，所述通信功能器件为Y-型通信功能器件、X-型通信功能器件、单输入-三输出通信功能器件、双输入-三输出通信功能器件、双输入-四输出通信功能器件中的任意一种。可以根据需求选择不同的通信结构和通过控制石墨烯材料的性质来实现信息传输的功能，该器件能够通过在石墨烯层1和硅层3之间设置外部电压来决定信息是否能够传输在结构上，结构的简单化更有利于器件的小型化和集成化。如图1至图10所示，本专利技术对结构进行不同程度的调整来实现信息的传播。为了实现通过控制材料的性质来控制信息的不同端口的传播，从而实现多种通信模式。本专利技术通过仿真来设置石墨烯材料的电压，通过设置高电压来实现信息的传输，并且可以多路转换。为了避免石墨烯受其他参数的影响，本专利技术选用的石墨烯层的厚度为1nm，聚甲基丙烯酸甲酯层厚度是50nm，硅层3厚度是200nm，入射的是30THz(10um)。在FDTD仿真软件上对图1、2、3、4、5中的结构进行设置参数，从结构的左端设置入射端口，结构的右端设置出射端口，然后在铺上石墨烯材料的结构进行仿真。图6给出了30Thz波段在Y型开关下的电场分布情况，当从结构左端进行入射时，当在石墨烯层1表面设置高电压的时候，那么就会在出射分支上有电场的分布(即有信息的传输)；而在铺有石墨烯层1的另一个分支上设置低电压的时候，那么会在这个出射端口没有电场的分布(即没有信息的传输)。可见图6中的高电压的电场分布还是比较好的。在这个实施上波长优选的是10um，图七给出了当器件是X-型开关的时候的电场。图7给出了当此时传播输出端的分支长度是1000nm时，在从左端进行入射时，在石墨烯输出分支上设置高电压时，会有电场在输出分支上进行传播，从而有信息的传输。可以通过在石墨烯和基底之间设置电压来实现X-型器件的开关作用。本实施例以实现具有信息传输功能器件作为具体例子来说明的，接下来为了更好的看到器件的作用，在图8中的电场分布是在单输入-三输出结构器件上的。为了保证出射端口的电场，可以在出射分支上进行设置高电压来实现石墨烯的化学势的变化。根据类似于图6和图7的对石墨烯的外部电压的设置，结合对每个结构的功能要求，在图8中选取比较具有代表性的电场分布：在左端有输入的时候，选择在结构的右端输出端口有一个分支有电场，两个分支上有电场，三个分支上有电场，相当于有信息的传输在分支上。图9为双输入-三输出的在XOY平面上的电场分布图，可以从结构的两个入射端进行入射，本器件可以选择输入端，通过在输出分支上设置外部电压来实现电场的控制。用其中一个输入端口进行入射时，此专利技术选择的是有一个分支在石墨烯层1表面和硅层3设置高电压时设置高电压(100v)时电场的分布，有选择在两个分支上进行传输电场的控制；本专利技术选择的是入射一个端口，输出在两个分支上，通过控制表面的石墨烯层1的外部电压来实现输出分支电场的控制，在两个分支上进行传输信息。还简单的测试了下在本器件中有两个输入端时，控制输出端的三个分支来让电场通过或者不通过。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于动态可调的通信功能器件，其特征在于：包括调控层、中间介质层和基底层，其中，所述调控层、中间介质层、基底层自上而下层叠设置，所述调控层为石墨烯层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基于动态可调的通信功能器件，其特征在于：包括调控层、中间介质层和基底层，其中，所述调控层、中间介质层、基底层自上而下层叠设置，所述调控层为石墨烯层。2.根据权利要求1所述的基于动态可调的通信功能器件，其特征在于：所述中间介质层为聚甲基丙烯酸甲酯层。3.根据权利要求1所述的基于动态可调的通信功能器件，其特征在于：所述基底层为硅层。4.根据权利要求1所述的基于动态可调的通信功能器件，其特征在于：所述石墨烯层的厚度为1nm，所述中间介质层的厚度为50nm，所述基底层的厚度为200nm。5.根据权利要求1所述的基于动态可调的通信功能器件，其特征在于：所述通信功能器件为Y-型通信功能器件、X-型通信功能器件、单输入-三输出通信功能器件、双输入-三输出通信功能器件、双输入-四输出通信功能器件中的任意一种。6.根据权利要求5所述的基于动态可调的通信功能器件，其特征在于：所述Y-型通信功能器件的尺寸为：输入宽度W＝800nm，石墨烯层厚度d0＝1nm，中间介质层厚度d＝50nm，基底层厚度d1＝200nm，输入长度L1＝500nm，输出第一段长度L2＝1000nm，输出第二段长度L3＝1500nm，输出宽度W1＝400nm。7.根据权利要求5所述的基于动态可调的通信功能器件，其特征在于：所述X-型通信功能器件的尺寸为：输入宽度＝输出宽度W＝400n...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭忠义，沈飞，郭凯，周红平，周清峰，聂小如，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44