[发明专利]切伦科夫辐射器件、制备方法及提取辐射的方法

权利要求书

1.一种切伦科夫辐射器件，其特征在于，包括：

基底；

金属周期纳米狭缝结构，所述金属周期纳米狭缝结构设置在所述基底的上表面上；

双曲超材料结构，所述双曲超材料结构设置在所述金属周期纳米狭缝结构的上表面；

电子发射源，所述电子发射源设置在所述双曲超材料结构的上表面，所述电子发射源包括阳极、阴极以及栅极。

2.根据权利要求1所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，所述金属周期纳米狭缝结构的厚度为40～150nm；所述金属周期纳米狭缝结构的周期为400～800nm；所述金属周期纳米狭缝结构的占空比为0.12～0.4。

3.根据权利要求1所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，所述双曲超材料结构包括多个第一介质层以及多个第二介质层，所述第一介质层以及所述第二介质层交替堆叠设置，所述双曲超材料结构中所述第一介质层以及第二介质层的层数均为10～30。

4.根据权利要求3所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，所述第一介质层的厚度为2～40nm。

5.根据权利要求3所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，所述第二介质层的厚度为2～40nm。

6.根据权利要求3所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，所述第一介质层是由Au、Ag、Si、Al、SiO₂、MgF₂、Al/Cu合金、Ge、AlN、石墨烯、特氟龙或者聚甲基丙烯酸甲酯形成的。

7.根据权利要求3所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，所述第二介质层是由Au、Ag、Si、Al、SiO₂、MgF₂、Al/Cu合金、Ge、AlN、石墨烯、特氟龙或者聚甲基丙烯酸甲酯形成的。

8.根据权利要求1所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，所述电子发射源中，所述阳极、阴极以及栅极的厚度为50～500nm。

9.根据权利要求8所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，所述阴极具有圆弧尖端，所述圆弧尖端朝向所述阳极，所述圆弧尖端的曲率半径为50～200nm。

10.根据权利要求9所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，所述阴极以及所述栅极之间的距离为100～500nm。

11.根据权利要求9所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，所述阴极以及所述阳极之间的距离为10～1000μm。

12.根据权利要求1所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，进一步包括：第一隔离层，所述第一隔离层设置在所述金属周期纳米狭缝结构以及所述双曲超材料结构之间，所述第一隔离层的厚度为50～200nm。

13.根据权利要求12所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，进一步包括第二隔离层，所述第二隔离层设置在所述双曲超材料结构以及所述电子发射源之间，所述第二隔离层的厚度为30～60nm。

14.根据权利要求13所述的切伦科夫辐射器件，其特征在于，所述第一隔离层以及所述第二隔离层分别独立地是由透明绝缘材料形成的。

15.一种提取切伦科夫辐射的方法，其特征在于，包括：对权利要求1～14任一项所述的切伦科夫辐射器件中的所述阳极以及栅极施加电压，并使阴极电压为0V，以便提取所述切伦科夫辐射。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，施加在所述栅极上的电压为60～200V。