[发明专利]基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件及其制备方法

权利要求书

1.基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件，其特征在于：包括基底（1），高反层（2），可饱和吸收层（3），功能层（4）；所述的功能层（4）的一端面与可饱和吸收层（3）相连，可饱和吸收层（3）的一端面与高反层（2）相连，高反层（2）的一端面与基底（1）相连。

2.根据权利要求1所述的基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件，其特征在于：所述的高反层（2）与可饱和吸收层（3）之间设有功能层二（5）。

3.根据权利要求1所述的基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件，其特征在于：所述的高反层（2）与基底（1）之间设有功能层三（6）。

4.根据权利要求1所述的基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件，其特征在于：所述的高反层（2）与可饱和吸收层（3）之间设有功能层二（5）；高反层（2）另一端面与与基底（1）之间设有功能层三（6）。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件，其特征在于：基底（1）的另一端面设有减反层（7）。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件，其特征在于：所述的基底（1）的一端面布置高反层（2），高反层（2）相对于基底（1）的另一端面设置可饱和吸收层（3），可饱和吸收层（3）相对于高反层（2）的另一端面设置功能层（4），功能层（4）相对于可饱和吸收层（3）的另一端面设置高反层二（8），高反层二（8）相对于功能层（4）的另一端面设有掺钕钒酸钇层（9），掺钕钒酸钇层（9）相对于高反层二（8）的另一端面设有减反层二（10）。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件，其特征在于：所述的高反层（2）由金属材料或半导体材料或介质材料中的两种或两种以上材料组合而制成；

所述的金属材料采用：金或银或铜或铝或镍或锗或铬；

所述的半导体材料采用AlGaAs或InGaAs或砷化镓或砷化铝等砷化物或硅；

所述的介质材料采用氧化物或氟化物或硫化物或氮化物或硒化物；

所述的饱和吸收层（3）由石墨烯、石墨烯衍生物、BN，MoS₂、WS₂、WSe₂，Bi₂Se₃，Bi₂Te₃或Sb₂Te₃的单层、双层或多层薄膜构成，又或者由石墨烯、石墨烯衍生物、BN，MoS₂、WS₂、WSe₂，Bi₂Se₃，Bi₂Te₃或Sb₂Te₃中两种或两种以上叠层异质结构薄膜。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件，其特征在于：功能层由一种或二种或者多种材料组合构成。

9.根据权利要求1-6任一项所述的基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件，其特征在于：所述的饱和吸收器件的基底（1）或减反层（7）放置在铜基或者中心开孔的铜基上；

所述的饱和吸收器件的功能层（4）或减反层（10）与光纤尾纤端面相连；所述的基底（1）由玻璃或硅或二氧化硅或碳化硅或石英或蓝宝石或砷化镓或砷化铝或氟化物或硒化物或氧化物介质材料制成。

10.利用上述权利要求所述的基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：

步骤1）将基底层上镀数层或者多层两种或者多种不同折射率材料的周期性结构薄膜形成高反层，再对高反层进行氮等离子体处理；

步骤2）在所述经过等离子体处理的高反层上镀一层铜或者镍作为金属催化剂层，采用化学气相沉积或者等离子体化学气相沉积或者低气压化学气相沉积或者感应耦合等离子体气相沉积的方法，在金属催化层上生长或蒸镀一种或者不同种饱和吸收材料形成饱和吸收层，随后采用旋涂的方法在饱和吸收层上旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯保护层；

步骤3）使用刻蚀液对金属催化剂层进行化学刻蚀，金属催化剂层被化学刻蚀完毕，经加热处理，高反层和可饱和吸收层粘附在一起实现紧贴；

步骤4）再采用丙酮等化学试剂浸泡，去除聚甲基丙烯酸甲酯保护层，让饱和吸收层暴露在外，再在惰性气体中加热彻底清除聚甲基丙烯酸甲酯；

步骤5）在所述的饱和吸收层上镀、转移或者生长一层功能层，形成饱和吸收体器件。