[發(fā)明專利]切倫科夫輻射器件、制備方法及提取輻射的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610952634.6
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN106569248B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉仿;肖龍;王夢軒;黃翊東;張巍;馮雪;崔開宇
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01T1/22
• 分類號: G01T1/22
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種切倫科夫輻射器件，其特征在于，包括：

基底；

金屬周期納米狹縫結(jié)構(gòu)，所述金屬周期納米狹縫結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述基底的上表面上；

雙曲超材料結(jié)構(gòu)，所述雙曲超材料結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述金屬周期納米狹縫結(jié)構(gòu)的上表面；

電子發(fā)射源，所述電子發(fā)射源設(shè)置在所述雙曲超材料結(jié)構(gòu)的上表面，所述電子發(fā)射源包括陽極、陰極以及柵極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，所述金屬周期納米狹縫結(jié)構(gòu)的厚度為40～150nm；所述金屬周期納米狹縫結(jié)構(gòu)的周期為400～800nm；所述金屬周期納米狹縫結(jié)構(gòu)的占空比為0.12～0.4。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，所述雙曲超材料結(jié)構(gòu)包括多個第一介質(zhì)層以及多個第二介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層以及所述第二介質(zhì)層交替堆疊設(shè)置，所述雙曲超材料結(jié)構(gòu)中所述第一介質(zhì)層以及第二介質(zhì)層的層數(shù)均為10～30。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，所述第一介質(zhì)層的厚度為2～40nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，所述第二介質(zhì)層的厚度為2～40nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，所述第一介質(zhì)層是由Au、Ag、Si、Al、SiO₂、MgF₂、Al/Cu合金、Ge、AlN、石墨烯、特氟龍或者聚甲基丙烯酸甲酯形成的。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，所述第二介質(zhì)層是由Au、Ag、Si、Al、SiO₂、MgF₂、Al/Cu合金、Ge、AlN、石墨烯、特氟龍或者聚甲基丙烯酸甲酯形成的。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，所述電子發(fā)射源中，所述陽極、陰極以及柵極的厚度為50～500nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，所述陰極具有圓弧尖端，所述圓弧尖端朝向所述陽極，所述圓弧尖端的曲率半徑為50～200nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，所述陰極以及所述柵極之間的距離為100～500nm。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，所述陰極以及所述陽極之間的距離為10～1000μm。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，進(jìn)一步包括：第一隔離層，所述第一隔離層設(shè)置在所述金屬周期納米狹縫結(jié)構(gòu)以及所述雙曲超材料結(jié)構(gòu)之間，所述第一隔離層的厚度為50～200nm。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，進(jìn)一步包括第二隔離層，所述第二隔離層設(shè)置在所述雙曲超材料結(jié)構(gòu)以及所述電子發(fā)射源之間，所述第二隔離層的厚度為30～60nm。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的切倫科夫輻射器件，其特征在于，所述第一隔離層以及所述第二隔離層分別獨(dú)立地是由透明絕緣材料形成的。

15.一種提取切倫科夫輻射的方法，其特征在于，包括：對權(quán)利要求1～14任一項所述的切倫科夫輻射器件中的所述陽極以及柵極施加電壓，并使陰極電壓為0V，以便提取所述切倫科夫輻射。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，施加在所述柵極上的電壓為60～200V。