[发明专利]石墨烯等离激元增强红外光谱探测的谱线峰值分离方法

权利要求书

1.一种石墨烯等离激元增强红外光谱探测的谱线峰值分离方法，所述方法包括：

1)制作石墨烯等离激元器件的红外增强及探测装置，包括衬底、电介质层、石墨烯层、源极与漏极金属层以及待检测物质；源极金属层与漏极金属层之间的石墨烯层的局部区域具有周期性微纳米结构，所述周期性微纳米结构包含多个连续纵剖面为台阶状的结构，并且所述台阶状的结构在石墨烯上产生直角边缘，待测材料层设置以覆盖所述台阶状的结构；

其中，所述衬底同时作为栅极，所述石墨烯层覆盖于电介质层之上，源极与漏极金属层沉积在石墨烯层上，源极与漏极金属层由石墨烯导通，所述衬底与石墨烯层之间夹着电介质层，构成类似平行板电容器的结构；

2)将待检测物置于石墨烯微结构之上；

3)对石墨烯微结构进行电学测试：测量石墨烯的Ids-Vg输运曲线，读出石墨烯的狄拉克点对应的电压Vg(CNP)；

4)通过调节栅极电压来进行红外探测谱线峰值的分离，包括以下子步骤：

a)在石墨烯狄拉克点对应的电压Vg(CNP)下，选取石墨烯微纳米结构的表面上某一点，采集消光谱T(CNP)作为背景；

b)背景采集完，调节栅极电压Vg，使其偏离石墨烯狄拉克点位置对应的电压，其中电压Vg的范围为-200-200V，然后采集不同电压下样品的信号，再次在测量背景的同一点采集消光谱T(E_F)，石墨烯等离激元与待检测物质分子振动耦合的消光谱T由T＝1-T(EF)/T(CNP)获得，所述电压Vg的步长根据不同的电介质层材料的性质和具体需要测量的范围来确定，逐步增加Vg的步长，使得本征信号里被掩盖的峰显现出来。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述待检测物采用旋涂，流延法，沉积法或生长法覆盖在所述石墨烯微结构之上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述台阶状的结构为通孔或盲孔。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述通孔或盲孔的横向切面为圆环形、圆形、椭圆形、三角形、正六边形、长方形、五角形结构。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述圆环形、圆形、椭圆形、三角形、正六边形、长方形、五角形结构的孔径为10-1000nm。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述电介质层的材料选自：NaCl，KBr，CsI，CsBr，MgF₂，CaF₂，BaF₂，LiF，AgBr，AgCl，ZnS，5ZnSe，KRS-5，AMTIR1-6，Diamond，SiO₂。