[發明專利]一種基于金屬及二氧化釩的太赫茲開關

有效

• 申請號: 202010913766.4
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112072323B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 徐弼軍;閆夢瑤;孫志超;吳白瑞;程盼;吳震東
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00
• 代理公司: 杭州萬合知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33294
• 代理人: 丁海華

本發明公開了一種基于金屬及二氧化釩的太赫茲開關，其特征在于：包括由下向上依次層疊的截面為正方形的二氧化釩層和二氧化硅層；所述二氧化硅層的表面設有金屬貼片層，所述的金屬貼片層包括設置在二氧化硅層表面的方形環貼片，方形環貼片圍合的二氧化硅層表面區域內設有十字形貼片。本發明對太赫茲波具有優越吸收特性或反射特性，可以實現對太赫茲波吸收或反射的調控。

技術領域

本發明涉及微波吸收器技術領域，具體為一種基于金屬及二氧化釩的太赫茲開關。

背景技術

太赫茲(THz)波是位于微波和遠紅外線之間的電磁波，是寬帶光的一種。近年來，隨著超快激光技術的發展，使得太赫茲脈沖的產生有了穩定、可靠的激發光源，從此使得人們能夠研究太赫茲。太赫茲波在社會高速發展的今天其優勢極為顯著，因此吸引了廣泛的研究關注。超材料電磁吸波器，是一類能夠有效吸收電磁波，并使其為后續過程所利用的元件，通過設計超材料電磁吸波器表面陣列單元結構，可達到對電磁波的精確操控。超材料電磁吸波器精密的微米級結構，使吸收器的尺寸更小，更易于集成，性能更加優越，這讓它比傳統吸收設備擁有更強的競爭力，其巨大的應用潛力使其受到全世界研究人員的關注。但超材料電磁吸波器通常都面臨著有限的帶寬或者復雜的設計和制造過程等缺陷，而且吸收頻帶帶寬不足，吸收性能無法調整，不利于實際的應用。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于金屬及二氧化釩的太赫茲開關。本發明對太赫茲波具有優越吸收特性或反射特性，可以實現對太赫茲波吸收或反射的調控。

本發明的技術方案：一種基于金屬及二氧化釩的太赫茲開關，包括由下向上依次層疊的截面為正方形的二氧化釩層和二氧化硅層；所述二氧化硅層的表面設有金屬貼片層，所述的金屬貼片層包括設置在二氧化硅層表面的方形環貼片，方形環貼片圍合的二氧化硅層表面區域內設有十字形貼片；所述二氧化硅層的厚度為10μm，寬度10μm，介電常數為3.9；所述二氧化釩層的厚度為0.2μm，寬度10μm；所述方形環貼片的厚度為0.2μm，方形環的外邊長為4.25μm，內邊長為3.25μm，寬度為0.5μm；所述十字形貼片的厚度為0.2μm，長度為2.4μm，寬度為1μm。

上述的基于金屬及二氧化釩的太赫茲開關，所述方形環貼片和十字形貼片之間的二氧化硅層的表面設有呈陣列分布的石墨烯層，所述石墨烯層的四條邊沿中部分別設有波浪形的拓撲邊界。

前述的基于金屬及二氧化釩的太赫茲開關，所述石墨烯層的四角處分別設有透射孔點陣，每個角處的透射孔點陣呈正三角矩陣狀；四個所述的透射孔點陣之間構成陣列柵。

與現有技術相比，本發明通過由下向上依次層疊的截面為正方形的二氧化釩層和二氧化硅層，二氧化硅層上設置金屬貼片層，該金屬貼片層包括設置在二氧化硅層表面的方形環貼片，方形環貼片圍合的二氧化硅層表面區域內設有十字形貼片，本發明的金屬貼片層完美的對稱結構使得該太赫茲開關具有偏振不敏感特性，而且二氧化釩作為熱控系統的理想材料，通過改變溫度條件能夠使得二氧化釩發生從絕緣相到金屬相的可逆相變，使得本發明可以對寬入射角范圍內的太赫茲保持出色的吸收特性和反射特性。此外，在方形環貼片和十字形貼片之間的二氧化硅層的表面設有呈陣列分布的石墨烯層，石墨烯層的邊沿中部分別設有波浪形的拓撲邊界；石墨烯層的四角處分別設有透射孔點陣，每個角處的透射孔點陣呈正三角矩陣狀；四個所述的透射孔點陣之間構成陣列柵。通過上述結用使得基于太赫茲波的同相和反相的兩個偏振態相互疊加得到自旋態.能誘使金層的結構中可以產生拓撲相變，從而得到具有更優的魯棒性。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的俯視結構示意圖；

圖3是吸收率和頻率之間的關系圖；

圖4是實施例2中的二氧化硅層的表層結構；

圖5是石墨烯層的結構示意圖。

附圖標記