[發(fā)明專利]可調(diào)控電磁波吸收的超材料晶體結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810651434.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110632687B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐欣;張師斌;林家杰;黃浩;游天桂;黃凱;王曦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G02B5/00
• 分類號(hào): G02B5/00;G02B1/00
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31233
• 代理人: 宋纓

1.一種可調(diào)控電磁波吸收的超材料晶體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)提供一閃耀光柵襯底，且所述閃耀光柵襯底表面形成有周期排布的鋸齒狀陣列結(jié)構(gòu)，其中，單一所述鋸齒狀陣列結(jié)構(gòu)周期中包括具有第一傾角的第一槽面以及與所述第一槽面相連接的具有第二傾角的第二槽面；以及

2)于所述閃耀光柵襯底上形成交替多層膜結(jié)構(gòu)，所述交替多層膜結(jié)構(gòu)包括若干個(gè)對(duì)應(yīng)于單一所述鋸齒狀陣列結(jié)構(gòu)周期的超材料結(jié)構(gòu)單元，且所述超材料結(jié)構(gòu)單元包括位于所述第一槽面上的第一等效介電常數(shù)單元和位于所述第二槽面上的第二等效介電常數(shù)單元；

其中，所述第一等效介電常數(shù)單元的等效介電常數(shù)與所述第二等效介電常數(shù)單元的等效介電常數(shù)不同，使得所述第一等效介電常數(shù)單元與所述第二等效介電常數(shù)單元之間形成電磁波吸收界面；通過(guò)調(diào)整所述第一傾角、所述第二傾角、所述交替多層膜結(jié)構(gòu)中的單層膜層的材料以及所述交替多層膜結(jié)構(gòu)中單層膜層之間的厚度比中的任意一種，來(lái)調(diào)節(jié)所述第一等效介電常數(shù)單元的等效介電常數(shù)和所述第二等效介電常數(shù)單元的等效介電常數(shù)，從而來(lái)調(diào)節(jié)電磁波的特征吸收峰，實(shí)現(xiàn)可調(diào)控電磁波吸收的所述超材料晶體結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)控電磁波吸收的超材料晶體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述交替多層膜結(jié)構(gòu)中的單層膜層的厚度小于入射波波長(zhǎng)的1/10。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)控電磁波吸收的超材料晶體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟2)中，依據(jù)單一所述鋸齒狀陣列結(jié)構(gòu)周期的大小調(diào)整電磁波的吸收系數(shù)，其中，所述電磁波的吸收系數(shù)隨著單一所述鋸齒狀陣列結(jié)構(gòu)周期的減小而增大。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)控電磁波吸收的超材料晶體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述交替多層膜結(jié)構(gòu)由至少兩種不同材料構(gòu)成的膜層單元交替疊置形成，且所述膜層單元的材料與所需要調(diào)控的電磁波的頻段相對(duì)應(yīng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)控電磁波吸收的超材料晶體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述交替多層膜結(jié)構(gòu)包括第一膜層單元及第二膜層單元，其中，所述第一膜層單元與所述第二膜層單元交替疊置設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)控電磁波吸收的超材料晶體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述閃耀光柵襯底包括單晶材料襯底。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)控電磁波吸收的超材料晶體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟1)中，單一所述鋸齒狀陣列結(jié)構(gòu)周期中，所述第一槽面及所述第二槽面的設(shè)置方式包括對(duì)稱設(shè)置及非對(duì)稱設(shè)置中的任意一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)控電磁波吸收的超材料晶體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述閃耀光柵襯底表面形成所述鋸齒狀陣列結(jié)構(gòu)的方式選自于低能離子輻照、各向異性刻蝕、高溫退火、壓印技術(shù)以及半導(dǎo)體異質(zhì)外延技術(shù)中的任意一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可調(diào)控電磁波吸收的超材料晶體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，進(jìn)行所述低能離子輻照的過(guò)程中還包括：同時(shí)對(duì)所述閃耀光柵襯底進(jìn)行加熱處理，其中，進(jìn)行所述加熱處理的溫度介于所述閃耀光柵襯底材料的再結(jié)晶溫度與材料表面臺(tái)階的Ehrlich-Schwoebel勢(shì)壘失效溫度之間。