一种双曲超材料增强横向磁光克尔效应的传感结构制造技术

本发明专利技术公开了一种基于双曲超材料增强横向磁光克尔效应(TMOKE)的传感结构，其特征在于：包括具有光栅结构的磁性材料铋铁石榴石:钇铁石榴石(BIG:YIG)、多层双曲超材料银/硅(Ag/Si)以及二氧化硅(SiO<subgt;2</subgt;)基底；所述结构的底层为SiO<subgt;2</subgt;基地，上层为沉积在Ag/Si上的BIG:YIG。本发明专利技术的有益效果在于：当光以特定角度入射到结构表面时，能够激发出光与磁性材料之间的磁偶极子模式，该模式不仅提升了材料对外部磁场的响应能力，还增加了光与材料间的耦合强度，从而显著增强TMOKE；此外，通过精心设计的人工双曲结构能够有效调节入射光的偏振态，进一步优化光与磁性材料的相互作用，最终实现幅值接近1的理想TMOKE。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁光传感，具体涉及一种基于双曲超材料增强横向磁光克尔效应的传感结构。

技术介绍

1、随着科技的进步，对高性能传感器的需求日益增长，尤其是在环境监测、生物医学和材料检测等领域。传统的磁光传感器具有优异的实时响应、无标记检测和宽范围应用等优点，使其在生物分子相互作用、药物筛选和疾病诊断中展现出巨大的应用潜力，然而在降低成本、简化操作和提高检测限方面仍然面临挑战。

技术实现思路

1、本专利技术解决的技术问题是：提供了一种结构简单、成本低廉的传感结构，该结构利用双曲超材料来增强横向磁光克尔效应，从而实现高性能传感。

2、本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于双曲超材料来增强横向磁光克尔效应的传感结构，其特征在于：包括具有光栅结构的磁性材料big:yig、双曲超材料ag/si以及sio2基底；所述结构的底层为sio2基底，上层为沉积在ag/si上的big:yig。传感结构在待测溶液中，施加一个沿着y轴方向传播的磁场，在磁场的作用下，材料的光学性质(如折射率和吸收)会发生变化，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于双曲超材料增强横向磁光克尔效应的传感结构，其特征在于：包括具有光栅结构的磁性材料BIG:YIG、双曲超材料Ag/Si以及SiO2基底；所述结构的底层为SiO2基底，上层为沉积在Ag/Si上的BIG:YIG。

2.根据权利要求1所述的一种基于双曲超材料增强横向磁光克尔效应的传感结构，其特征在于：所述BIG:YIG的光学特性采用Girón-Sedas等人实验测得的数据(Doi:10.1103/physrevb.96.075415)，通过离子束对材料表面进行刻蚀，刻蚀后光栅的形状为平行的条纹，条纹的宽度w＝180nm，深度d1＝40nm和周期P＝320nm，其中未刻蚀的...

【技术特征摘要】

1.一种基于双曲超材料增强横向磁光克尔效应的传感结构，其特征在于：包括具有光栅结构的磁性材料big:yig、双曲超材料ag/si以及sio2基底；所述结构的底层为sio2基底，上层为沉积在ag/si上的big:yig。

2.根据权利要求1所述的一种基于双曲超材料增强横向磁光克尔效应的传感结构，其特征在于：所述big:yig的光学特性采用girón-sedas等人实验测得的数据(doi:10.1103/physrevb.96.075415)，通过离子束对材料表面进行刻蚀，刻蚀后光栅的形状为平行的条纹，条纹的宽度w＝180nm，深度d1＝40nm和周期p＝320nm，其中未刻蚀的底部高度d2＝30nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于双曲超材料增强横向磁光克尔效应的传感结构，其特征在于：双曲结构ag/si由ag和si交替堆叠而成，采用物理气相沉积(pvd)技术制备薄膜，其中ag/si薄膜的厚度分别为(h1,h2)＝(30,50)nm。ag的光学特性采用johnson和christy等人实验测得的数据(doi:10.1103/physrevb.6.4370)，而si的折射率为3.5，ag/si的层数n＝1。

4.根据权利要求1所述的一种基于双曲超材料增强横向磁光克尔效应的传感结构，其特征在于：利用化学气相沉积技术，通过交替暴露基底于不同气体，在原子层级别上逐层沉积s...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷富贵，秦玉文，王顺，吴雷明，杨军，王云才，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：