[發明專利]一種中紅外電壓可調節濾波器及其制備方法、濾波方法

有效

• 申請號: 202010176198.4
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111443504B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 王樹龍;蔡鳴;杜林;吳振杰;胡澤宇;王銀娣;韓濤;劉紅俠
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G02F1/00
• 分類號: G02F1/00;G02F1/03
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李園園

1.一種中紅外電壓可調節濾波器，其特征在于，包括：

襯底層(1)；

夾層結構層，位于所述襯底層(1)上，其中，所述夾層結構層自下而上依次包括第一石墨烯層(2)、六方氮化硼層(3)和第二石墨烯層(4)，所述第一石墨烯層(2)的一端具有第一延伸部(21)，所述第一延伸部(21)表面鍍有第一金屬膜(22)，所述第二石墨烯層(4)的一端具有第二延伸部(41)，所述第二延伸部(41)的表面鍍有第二金屬膜(42)，所述第一石墨烯層(2)、所述六方氮化硼層(3)和所述第二石墨烯層(4)形成異質結結構，所述六方氮化硼層(3)用于增強器件內部的電場耦合效應，所述異質結結構用于激發激元耦合效應；

包層(5)，位于所述夾層結構層上；

在1V～6V的外加電壓下，所述濾波器的透射率范圍為4.12％～115.76％。

2.如權利要求1所述的中紅外電壓可調節濾波器，其特征在于，所述襯底層(1)的寬度為100nm-300nm，高度為5nm-20nm。

3.如權利要求1所述的中紅外電壓可調節濾波器，其特征在于，所述第一石墨烯層(2)的寬度為100nm-300nm，高度為0.7nm。

4.如權利要求1所述的中紅外電壓可調節濾波器，其特征在于，所述六方氮化硼層(3)的寬度為100nm-300nm，高度為10nm-100nm。

5.如權利要求1所述的中紅外電壓可調節濾波器，其特征在于，所述第二石墨烯層(4)的寬度為100nm-300nm，高度為0.7nm。

6.如權利要求1所述的中紅外電壓可調節濾波器，其特征在于，所述包層(5)的寬度為100nm-300nm，高度為5nm-200nm。

7.一種中紅外電壓可調節濾波器的制備方法，其特征在于，在1V～6V的外加電壓下，所述濾波器的透射率范圍為4.12％～115.76％，所述制備方法包括步驟：

S1、制備襯底層(1)；

S2、在所述襯底層(1)上轉移形成第一石墨烯層(2)，其中，所述第一石墨烯層(2)的一端相對于所述襯底層(1)延伸形成第一延伸部(21)，并對所述第一延伸部(21)的表面金屬化形成第一金屬膜(22)；

S3、在所述第一石墨烯層(2)上制備六方氮化硼層(3)；

S4、在所述六方氮化硼層(3)上轉移形成第二石墨烯層(4)，其中，所述第二石墨烯層(4)的一端相對于所述六方氮化硼層(3)延伸形成第二延伸部(41)，并對所述第二延伸部(41)的表面金屬化形成第二金屬膜(42)，所述第一石墨烯層(2)、所述六方氮化硼層(3)和所述第二石墨烯層(4)形成異質結結構，所述六方氮化硼層(3)用于增強器件內部的電場耦合效應，所述異質結結構用于激發激元耦合效應；

S5、在所述第二石墨烯層(4)的表面形成包層(5)。

8.一種中紅外電壓可調節濾波器的濾波方法，其特征在于，采用如權利要求1～6任一項所述的中紅外電壓可調節濾波器進行濾波，包括步驟：

S1、選取若干第一點電壓，所述第一點電壓的范圍為1～6V，間隔為0.001V-0.05V；

S2、將若干所述第一點電壓依次加在夾層結構層上，并在包層(5)的表面照射中紅外光波，得到若干所述第一點電壓下所述中紅外電壓可調節濾波器中的電場分布；

S3、根據所述電場分布，通過電磁場計算得到若干所述第一點電壓對應的器件透射率；

S4、根據所述器件透射率，利用所述中紅外電壓可調節濾波器進行濾波。

9.如權利 要求 8 所述的中紅外電壓可調節濾波器的濾波方法，其特征在于，步驟 S2包括：

將第一金屬膜 (22) 連接接地端，將若干所述第一點電壓依次加在第二金屬膜 (42)上，并在包層 (5) 的表面照射所述中紅外光，得到每個所述第一點電壓下所述中紅外電壓可調節濾波器中的電場分布。