【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电功能器件，具体涉及一种基于锗锑碲非对称纳米圆环阵列动态可调的慢光器件。
技术介绍
1、电磁感应透明是原子体系中一种量子干涉效应，使得在宽的吸收光谱中产生一个窄带透射窗口。电磁感应透明极大地修改了原本不透明材料的色散性质，可以产生高群折射率，从而减少光速实现慢光功能。然而，由于有限的材料选择以及苛刻的实验条件(如超低温和高功率激光器等)，限制了电磁感应透明的理论研究和实际应用。近年来，人们利用超构材料也产生类似电磁诱导透明的现象，并实现了慢光功能。超构材料是一种人工微纳结构材料，通过设计金属或介质微纳结构实现对电磁波的灵活调控。与原子体系相比，超构材料实现慢光器件无需苛刻的实验条件，可以在室温等常规条件下工作。而且由于超构材料设计的灵活性，人们可以通过调节金属或介质微纳结构的几何参数在可见光、红外、太赫兹以及微波等波段实现了慢光器件。
2、尽管基于超构材料的电磁诱导透明得到广泛地研究，但是大部分器件一旦被制备完成其慢光功能也就固定不变。近年来，人们将超构材料与一些折射率或电导率可调的材料结合实现动态可调的慢光器件。这类折射率或电导率可调的材料包括石墨烯、半导体和相变材料等。特别是，锗锑碲作为一种可在固态中经历可逆相变的材料引起广泛地关注。在室温下锗锑碲处于非晶相状态，当温度升高到特定阈值(通常在160℃左右)，锗锑碲发生相变，转变成晶相，且这种相变是可逆的。近年来已有一些工作将锗锑碲与超构材料结合实现了动态可调的慢光器件。然而，之前研究除了含有锗锑碲，还需其他介质或金属微纳结构，很少有工作直接利用锗锑
技术实现思路
1、本专利技术提出一种基于锗锑碲非对称纳米圆环阵列动态可调的慢光器件，其在红外波段产生高品质因子的电磁诱导透明现象，得到高群折射率，而且可以通过锗锑碲相变来动态调节群折射率，实现动态可调的慢光器件。
2、为实现上述目的，本专利技术的具体技术方案如下：
3、本专利技术公开一种基于锗锑碲非对称纳米圆环阵列动态可调的慢光器件，包括衬底及位于衬底表面上的锗锑碲非对称纳米圆环阵列；所述锗锑碲非对称纳米圆环为在锗锑碲纳米圆柱中刻蚀出一个圆孔，圆孔的深度与锗锑碲的厚度相同，且外圆的圆心和内圆的圆心处于同一水平线上但不重合；所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列能够产生高群折射率，并且可以通过锗锑碲相变对群折射率进行动态调节。
4、优选的，所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列的结构单元中外圆的半径为400～600nm，内圆的半径为100～200nm；
5、优选的，所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列的结构单元中内圆和外圆的圆心距为5～40nm；
6、优选的，所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列的厚度为400～600nm；
7、优选的，所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列的周期为1100～1500nm。
8、本专利技术所提出的基于锗锑碲非对称纳米圆环阵列动态可调的慢光器件，可采用以下方法制备：首先，通过磁控溅射技术在衬底上镀上一层锗锑碲薄膜；然后，利用旋涂技术在锗锑碲薄膜上涂覆一层电子束胶，再通过电子束刻蚀技术将电子束胶刻蚀成所述的周期性排布的非对称纳米圆环阵列；接下来，把样品置于反应离子束刻蚀设备中，对未被电子束胶覆盖的薄膜进行刻蚀；最后，除掉样品表面的电子束胶得到所述的锗锑碲非对称纳米圆环阵列结构。
9、本专利技术所公开的基于锗锑碲非对称纳米圆环阵列动态可调的慢光器件，其中，在平面电磁波的入射下，锗锑碲纳米圆环阵列可激发出低品质因子的磁偶极模式。当调节内圆的圆心位置使得其与外圆的圆心不重合时，即为锗锑碲非对称纳米圆环阵列，此时除了低品质因子的磁偶极模式之外，还可以激发高品质因子的磁四极模式。当锗锑碲为非晶相状态时，通过调节结构的几何参数，低品质因子的磁偶极模式与高品质因子的磁四极模式相互耦合产生一个高品质因子的电磁诱导透明窗口，这时也会获取较高的群折射率；当锗锑碲转变为晶相状态，吸收损耗增加，电磁诱导透明现象消失，此时群折射率较低，从而我们可以通过锗锑碲相变实现动态可调的群折射率，也就实现了动态可调的慢光器件。
10、本专利技术的有益效果有：
11、(1)本专利技术提出一种利用锗锑碲非对称纳米圆环阵列实现动态可调的慢光器件的设计思路，利用磁四极模式与磁偶极模式相互耦合产生高品质因子的电磁诱导透明现象，实现较高的群折射率(高于2000)，而且还能通过锗锑碲的相变特性动态调节慢光器件的群折射率。
12、(2)相较于之前工作将锗锑碲与金属或介质微纳结构结合，本专利技术直接使用锗锑碲设计微纳结构，不但能够实现较高的群折射率，而且有效地简化制备流程和降低成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于锗锑碲非对称纳米圆环阵列动态可调的慢光器件，包括衬底及位于衬底表面上的锗锑碲非对称纳米圆环阵列；所述锗锑碲非对称纳米圆环为在锗锑碲纳米圆柱中刻蚀出一个圆孔，圆孔的深度与锗锑碲的厚度相同，且外圆的圆心和内圆的圆心处于同一水平线上但不重合；所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列能够产生高群折射率，并且可以通过锗锑碲相变对群折射率进行动态调节。
2.根据权利要求1所述的一种动态可调的慢光器件，其特征在于，所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列的组成材料仅为锗锑碲。
3.根据权利要求1所述的一种动态可调的慢光器件，其特征在于，所述衬底的材料为二氧化硅、氧化铝、硅片等。
4.根据权利要求1所述的一种动态可调的慢光器件，其特征在于，所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列的结构单元中外圆的半径为400～600nm，内圆的半径为100～200nm。
5.根据权利要求1所述的一种动态可调的慢光器件，其特征在于，所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列的结构单元中内圆和外圆的圆心距为5～40nm。
6.根据权利要求1所述的一种动态可调的慢光器件，其特征在于，所述锗锑碲非
7.根据权利要求1所述的一种动态可调的慢光器件，其特征在于，所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列的周期为1100～1500nm。
8.一种方法，其特征在于，用于制备权利要求1至7任意一项所述的基于锗锑碲非对称纳米圆环阵列动态可调的慢光器件，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于锗锑碲非对称纳米圆环阵列动态可调的慢光器件，包括衬底及位于衬底表面上的锗锑碲非对称纳米圆环阵列；所述锗锑碲非对称纳米圆环为在锗锑碲纳米圆柱中刻蚀出一个圆孔，圆孔的深度与锗锑碲的厚度相同，且外圆的圆心和内圆的圆心处于同一水平线上但不重合；所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列能够产生高群折射率，并且可以通过锗锑碲相变对群折射率进行动态调节。
2.根据权利要求1所述的一种动态可调的慢光器件，其特征在于，所述锗锑碲非对称纳米圆环阵列的组成材料仅为锗锑碲。
3.根据权利要求1所述的一种动态可调的慢光器件，其特征在于，所述衬底的材料为二氧化硅、氧化铝、硅片等。
4.根据权利要求1所述的一种动态可调的慢光器件，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：束方洲，王晨，王晖，刘哲宇，方彬，张冬芹，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。