[發(fā)明專利]基于超表面的超寬帶隨機光譜場效應(yīng)管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210146725.6
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN114582990B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何欣;劉旭;郝翔
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232;H01L31/113;G02B5/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種基于超表面的超寬帶隨機光譜場效應(yīng)管，其特征在于，由下至上依次為導(dǎo)電襯底、氧化物絕緣層、摻雜金屬的介質(zhì)薄膜層；所述介質(zhì)薄膜層上設(shè)有隨機光譜吸收器和位于所述隨機光譜吸收器兩側(cè)的源極、漏極；所述導(dǎo)電襯底作為柵極；

所述隨機光譜吸收器包括第一金屬層，所述第一金屬層上開有正六邊形陣列排布的納米孔，形成表面等離子體激元SPP；每個納米孔中均依次填充介質(zhì)層形成介質(zhì)納米碟，填充第二金屬層形成金屬納米碟；所述金屬納米碟形成局部表面等離子體LSP；

通過調(diào)制所述隨機光譜吸收器的透射光和反射光的相位，使得所述透射光和所述反射光的相位差之和ψ=mπ，且隨機數(shù)m隨波長在1-2范圍內(nèi)隨機變化時，能夠產(chǎn)生吸收率隨波長在最大值和最小值之間隨機波動的光譜曲線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超表面的超寬帶隨機光譜場效應(yīng)管，其特征在于，通過調(diào)整所述納米孔的形狀和尺寸、所述介質(zhì)納米碟和所述金屬納米碟的厚度，實現(xiàn)對所述隨機光譜吸收器的透射光和反射光的相位調(diào)制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超表面的超寬帶隨機光譜場效應(yīng)管，其特征在于，所述襯底采用摻雜硼的P型硅基。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超表面的超寬帶隨機光譜場效應(yīng)管，其特征在于，所述氧化物絕緣層采用二氧化硅絕緣層，厚度為10-20納米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超表面的超寬帶隨機光譜場效應(yīng)管，其特征在于，所述介質(zhì)薄膜層采用摻雜鋁的氧化鋅薄膜層，是場效應(yīng)管中熱電子躍遷的通道，厚度為30-50納米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超表面的超寬帶隨機光譜場效應(yīng)管，其特征在于，所述隨機光譜吸收器為超表面結(jié)構(gòu)，所述第一金屬層和所述第二金屬層的材料可以相同也可以不同，選用鋁、銀、金；所述納米孔中的介質(zhì)層材料為二氧化硅。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超表面的超寬帶隨機光譜場效應(yīng)管，其特征在于，所述隨機光譜吸收器中，所述第一金屬層和所述第二金屬層的厚度分別是10-40納米，所述納米孔中的介質(zhì)層厚度為50-150納米。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超表面的超寬帶隨機光譜場效應(yīng)管，其特征在于，所述隨機光譜吸收器中，所述納米孔的形狀為中心對稱幾何形狀，采用圓形、同心圓環(huán)形、正多邊形或同心正多邊環(huán)形；所述納米孔的最大外徑不超過3微米。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超表面的超寬帶隨機光譜場效應(yīng)管，其特征在于，所述超寬帶隨機光譜場效應(yīng)管的工作波長范圍覆蓋近紫外光、可見光、近紅外和部分中紅外，即波長為0.3-3.6微米；數(shù)值孔徑可達(dá)0.9。