一种用于微粒传递和分选的石墨烯超表面结构及应用制造技术

本发明专利技术提供一种用于微粒传递和分选的石墨烯超表面结构，包括依次设置的电子凝胶层，石墨烯周期圆环阵列层，介电保护层；所述电子凝胶层上设置有栅极区，所述栅极区内设置有金属栅极；所述石墨烯周期圆环阵列层包括多组依次设置的石墨烯圆环单元，每组石墨烯圆环单元均包括外环直径依次增大的第三圆环、第二圆环和第一圆环；所述第一圆环、第二圆环、第三圆环的内环直径相同。本发明专利技术通过将单层石墨烯设置成不同大小的圆环状，组成多组石墨烯圆环单元，再将各组石墨烯圆环单元设置成周期性阵列，通过调节石墨烯的费米能级来让不同大小的石墨烯圆环依次被激发热点，在传输微粒过程中无需调节入射激光的频率，减少了超表面光镊应用的复杂性。用的复杂性。用的复杂性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于微粒传递和分选的石墨烯超表面结构及应用


[0001]本专利技术涉及光镊
，更具体的，涉及一种用于微粒传递和分选的石墨烯超表面结构及应用。

技术介绍

[0002]等离子体光镊由于其可无接触操纵微粒的特性，避免了传统机械方法对微粒造成的损伤，因而在生物学、医学等领域得到了广泛的发展。等离子体光镊通过将光限制在结构表面，即倏逝场范围内，解决了早期光镊存在衍射极限的问题，成功捕获了亚微米级的粒子。进一步的，在能稳定捕获微粒后，人们开始研究如何传输微粒。Han Xue等人使用基于金环形孔阵列的等离子体镊子捕获1um的聚苯乙烯微粒。Shi Yuzhi等人使用硅纳米波导对阵列捕获了200
‑
500nm的微粒。Lu Changgui等人将等离子金天线阵列作为传送带，通过改变共振波长来传输微粒。虽然金属等离子体光镊可以稳定捕获并传输亚微米级的微粒，但是其本身也并非是完美的。第一，金属缺乏实时可调谐性，一旦结构形状确定，入射光源的激发波长和偏振方向也就相应确定了；为了传输微粒，在操作时不得不随时改变光源的波长，这无疑会增加应用成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于微粒传递和分选的石墨烯超表面结构，其特征在于：包括依次设置的电子凝胶层(3)，石墨烯周期圆环阵列层(2)，介电保护层(1)；所述电子凝胶层(3)上设置有栅极区，所述栅极区内设置有金属栅极(4)；所述石墨烯周期圆环阵列层(2)包括多组依次设置的石墨烯圆环单元，每组石墨烯圆环单元均包括依次排列，且外环直径依次增大的第三圆环(23)、第二圆环(22)和第一圆环(21)；所述第一圆环(21)、第二圆环(22)、第三圆环(23)的内环直径相同。2.根据权利要求1所述的用于微粒传递和分选的石墨烯超表面结构，其特征在于：所述第一圆环(21)的外环直径为410
‑
3200nm，所述第二圆环(22)的外环直径为370
‑
3100nm，所述第三圆环(23)的外环直径为330
‑
3000nm。3.根据权利要求1所述的用于微粒传递和分选的石墨烯超表面结构，其特征在于：所述第一圆环(21)、第二圆环(22)、第三圆环(23)的内环直径均为100
‑
1000nm，且所述第一圆环(21)、第二圆环(22)、第三圆环(23)均为单层石墨烯，其厚度均为1nm。4.根据权利要求3所述的用于微粒传递和分选的石墨烯超表面结构，其特征在于：所述第一圆环(21)、第二圆环(22)、第三圆环(23)，两两之间的距离为55
‑
65nm。5.根据权利要求1所述的用于微粒传递和分选的石墨烯超表面结构，其特征在于：所述电子凝胶层(3)的厚度为200nm
‑
5um，所述介电保护层(1)的厚度为2
‑
5nm。6.一种如权利要求1
‑
5任一项所述的用于微粒传递和分选的石墨烯超表面结...

【专利技术属性】
技术研发人员：江敏，郭泽林，李昊楠，李锦峰，李智浩，
申请(专利权)人：无锡学院，
类型：发明
国别省市：