[發(fā)明專利]基于增強(qiáng)異常光學(xué)透射的太赫茲器件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110281353.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112968293B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)彥朋;宋金梅;李美坪;劉笑宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q15/00
• 分類號(hào): H01Q15/00;G02B5/00;G01N21/59;B82Y40/00;B82Y15/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種基于增強(qiáng)異常光學(xué)透射的太赫茲器件，其特征是：包括基體，所述基體上設(shè)置有多個(gè)超材料結(jié)構(gòu)，所述超材料結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于基體上的金屬薄板，金屬薄板中心處有孔洞，所述孔洞內(nèi)設(shè)置有一硅柱，硅柱上方設(shè)置有一外露于所述金屬薄板的金屬半球；所述硅柱的半徑與金屬半球的半徑大小一致。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于增強(qiáng)異常光學(xué)透射的太赫茲器件，其特征是：所述孔洞的高度與金屬薄板的高度一致，所述硅柱的高度與所述金屬薄板的高度一致。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于增強(qiáng)異常光學(xué)透射的太赫茲器件，其特征是：所述孔洞為圓柱形，半徑為8-18μm，硅柱的半徑及金屬球的半徑為4-9μm。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于增強(qiáng)異常光學(xué)透射的太赫茲器件，其特征是：所述超材料結(jié)構(gòu)在基體上呈矩陣式均勻設(shè)置，所述超材料結(jié)構(gòu)的間隔為40-50μm。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于增強(qiáng)異常光學(xué)透射的太赫茲器件，其特征是：所述金屬薄板與金屬半球的材質(zhì)為Au、Al、Ag、Pt或Cu中的任意一種；

或，所述金屬薄板的厚度為5-10μm。

6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的基于增強(qiáng)異常光學(xué)透射的太赫茲器件的制備方法，其特征是：包括以下步驟：

(1)利用機(jī)械旋涂法在高阻硅襯底上旋涂一層光刻膠，烘干、冷卻后進(jìn)行曝光、顯影和定影工藝，形成周期結(jié)構(gòu)的光刻膠掩膜結(jié)構(gòu)，周期結(jié)構(gòu)中的每個(gè)單元結(jié)構(gòu)為圓形；

(2)利用材料生長(zhǎng)工藝在步驟(1)所得所述周期結(jié)構(gòu)的光刻膠掩膜結(jié)構(gòu)上淀積金屬，完成后剝離金屬，并去除光刻膠，清洗后吹干，獲得圖形化的金屬材質(zhì)的所述金屬薄板中心處圓柱孔結(jié)構(gòu)；

(3)在另一塊高阻硅襯底上旋涂光刻膠層，在光刻膠層用紫外光刻法或激光直寫(xiě)進(jìn)行曝光、顯影、去膠，得到圖形，沿著所述圖形刻蝕出硅柱凹槽，將孔陣列轉(zhuǎn)移到PMMA層中，沉積硅材料后剝離出硅柱；

(4)對(duì)步驟(3)中的周期結(jié)構(gòu)的光刻膠掩膜結(jié)構(gòu)上淀積金屬，完成后剝離出金屬納米顆粒，利用鍵合工藝對(duì)準(zhǔn)鍵合，將金屬納米顆粒對(duì)準(zhǔn)硅柱放置，將步驟(2)中的金屬薄板中心處圓柱孔結(jié)構(gòu)放置在步驟(3)的襯底上。

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征是：高阻硅襯底清洗的具體過(guò)程包括：將高阻硅襯底放入丙酮中水浴加熱超聲清洗，再放入乙醇中水浴加熱超聲清洗，再用去離子水超聲清洗，最后氮?dú)獯蹈伞?/p>

8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征是：刻蝕過(guò)程利用感應(yīng)耦合等離子體刻蝕方法，所述光刻膠均為SU-8光刻膠、PMMA光刻膠、AZ光刻膠中的任意一種；除去光刻膠掩膜的方法為采用丙酮溶液浸泡至光刻膠被除去；

或，所述材料生長(zhǎng)工藝包括電子束蒸發(fā)、真空蒸鍍、濺射、化學(xué)氣相淀積中的任意一種。

9.一種傳感器，其特征是：包括或使用如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的基于增強(qiáng)異常光學(xué)透射的太赫茲器件。