[發明專利]一種基于Weyl半金屬-納米介孔復合結構的太赫茲增強方法

有效

• 申請號: 202010500130.7
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111697415B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 夏宇;李敏;賀明洋;王鋒;盧文暉;呂?；?/a>;曾和平
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務所(普通合伙) 31312
• 代理人: 余昌昊

本發明公開了一種基于Weyl半金屬?納米介孔復合結構的太赫茲增強方法，包括拓撲量子材料，所述拓撲量子材料包括Weyl半金屬，所述Weyl半金屬的設有一貼附表面，所述貼附表面貼附有薄膜，所述薄膜用于構建所述Weyl半金屬表面為納米多孔金屬結構，所述薄膜為納米介孔金薄膜，所述納米介孔金薄膜為三維納米網狀結構，且具有雙連續的納米通道與納米金徑，所述納米介孔金薄膜厚度為百納米量級，且表面平整的一層金薄膜。本發明實現以納米介孔結構為媒介，構建金屬?外爾半金屬復合材料，實現太赫茲輻射增強，且為一種新型的太赫茲輻射源。

技術領域

本發明涉及太赫茲波產生的技術領域，具體為一種基于Weyl半金屬-納米介孔復合結構的太赫茲增強方法。

背景技術

太赫茲波在電磁波譜中位于微波和紅外波之間，其頻率范圍為0.1-10THz。太赫茲波是宏觀電子學與微觀光子學研究的交叉領域，具有低能性、相干性、瞬態性、高穿透性、光譜指紋特性、寬帶性等優越獨特的性質，因此太赫茲波在研究生物醫學成像、癌細胞檢測、藥物毒品檢測、爆炸物檢測、無損成像、安檢、無線通信等領域都有很大的研究價值和前景。

近年來，隨著太赫茲技術的發展，大量研究證明光整流晶體、金屬或空氣等離子體均是良好的太赫茲源。其中，利用光整流晶體產生太赫茲時，光整流晶體存在一定的損傷閾值，一些金屬及其微結構同樣存在損傷閾值較低的缺陷，很大程度上限制了高功率太赫茲波的產生。常見的產生高能量、寬頻譜太赫茲的方法，如超快激光激勵氣體，需要很強的激光能量，這就要求激光光源系統較為復雜，且系統龐大，對環境穩定性要求高。利用不同材料產生THz輻射的研究也由來已久，本征半導體、摻雜半導體、超導材料、絕緣體-金屬相變材料等的相繼引入也為太赫茲發展提供了新機遇?，F有的實驗及理論表明半導體材料中的太赫茲發射主要由超快電子轉移決定，如表面場中巨大的光電流，等離子體振蕩以及近表面的非線性光學矯正等。但受限于材料的遷移率、載流子濃度等特性，THz波輻射強度及譜寬未能實現大幅度提升。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種以納米介孔結構為媒介，構建金屬-外爾半金屬復合材料，實現太赫茲輻射增強，且為一種新型的太赫茲輻射源。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種Weyl半金屬-納米介孔復合結構，包括拓撲量子材料，所述拓撲量子材料包括Weyl半金屬，所述Weyl半金屬的設有一貼附表面，所述貼附表面貼附有薄膜，所述薄膜用于構建所述Weyl半金屬表面為納米多孔金屬結構。

優選的，所述薄膜為納米介孔金薄膜，所述納米介孔金薄膜為三維納米網狀結構，且具有雙連續的納米通道與納米金徑。

優選的，所述納米介孔金薄膜厚度為百納米量級，且表面平整的一層金薄膜。

優選的，一種基于Weyl半金屬-納米介孔復合結構的太赫茲增強方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、制備納米介孔金薄膜；

S2、將制備的納米介孔金薄膜進行清洗；

S3、將清洗的納米介孔金薄膜與Weyl半金屬進行組裝，得到Weyl半金屬-納米介孔復合結構；

S4、Weyl半金屬-納米介孔復合結構通過太赫茲波增強系統增強太赫茲波增強。

優選的，步驟S1還包括：

S11、將一百層納米厚的金銀合金薄膜用丙酮清洗干凈晾干，該金銀合金的金、銀的成分百分比為90:10或80：20；

S12、將晾干后的金銀合金薄膜浸入飽和硝酸溶液中；

S13、該金銀合金中的銀被硝酸溶解，形成三維多孔結構的納米介孔金薄膜。

優選的，步驟S2還包括：

S21、將納米介孔金薄膜放入超純水中，清洗掉殘留的硝酸溶液；