[发明专利]一种吸波器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种吸波器及其制备方法，包括衬底、以及依次位于衬底上的第一金属电极、第一金属光栅层、第一介质层、石墨烯双曲层、第二介质层和第二金属光栅层；石墨烯双曲层包括多层交替排布的石墨烯层和第三介质层；第二金属光栅层和第一金属光栅层都为二维的方块周期阵列，且第二金属光栅层的周期和第一金属光栅层的周期不同。第一金属光栅层和第二金属光栅层分别提供波矢补偿，激发石墨烯双曲层的表面等离激元，将入射的电磁波局域在具有高损耗的石墨烯双曲层中，从而可以使得某些波长的电磁波被完全吸收。并且，由于第一金属光栅层和第二金属光栅层的周期不同，因此，可以激发两个不同波长的等离激元波，进而可以实现双波长的完美吸收。

技术领域

本发明涉及吸波器技术领域，更具体地说，涉及一种吸波器及其制备方法。

背景技术

完美吸波器(Perfect Metamaterial Absorber，PMA)是一种可以将电磁波完全吸收的器件。由于超材料具有天然材料所不具备的超常物理性质，且利用超材料设计的完美吸波器具有吸收率高以及厚度薄等优点，因此，采用超材料制作的完美吸波器已经受到了人们的广泛关注。

为了解决早期的超材料完美吸波器吸收峰固定这一问题，研究者们设计了一些基于主动调控材料如石墨烯、二氧化钒等的完美吸波器。由于石墨烯具有优异的光电特性，且费米能级可通过化学掺杂、门电压等方式调控，因此，利用石墨烯材料制备的完美吸波器应用较为广泛。

但是，目前基于石墨烯材料的完美吸波器中，所用的石墨烯仅为单层或少数几层的石墨烯薄膜或石墨烯微纳结构阵列，这就导致完美吸波器的电磁波吸收率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种吸波器及其制备方法，以解决现有的吸波器的电磁波吸收率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种吸波器，包括衬底、以及依次位于所述衬底上的第一金属电极、第一金属光栅层、第一介质层、石墨烯双曲层、第二介质层和第二金属光栅层；

所述石墨烯双曲层包括多层交替排布的石墨烯层和第三介质层；

所述第二金属光栅层和所述第一金属光栅层都为二维的方块周期阵列，且所述第二金属光栅层的周期和所述第一金属光栅层的周期不同。

可选地，还包括第二金属电极和电压控制电路；

所述第二金属电极包裹所述石墨烯双曲层的侧面；

所述电压控制电路与所述第一金属电极和所述第二金属电极相连，用于通过电压调控，改变所述吸波器的吸收峰。

可选地，所述石墨烯层和所述第三介质层的层数大于或等于3、小于或等于20。

可选地，所述第一金属光栅层的周期为所述第二金属光栅层的周期的两倍。

可选地，所述第一金属光栅层的周期为500nm-50μm；

所述第二金属光栅层的周期为500nm-50μm。

可选地，所述介质层的材料包括二氧化硅、氧化铝、聚酰亚胺树脂和氟化镁。

可选地，所述第一金属光栅层的材料包括金、银、铂、铝和铜；

所述第二金属光栅层的材料包括金、银、铂、铝和铜；

所述第一金属电极和所述第二金属电极的材料包括金、银、铂、铝和铜。

一种吸波器的制备方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成第一金属层，对所述第一金属层进行部分刻蚀，以形成第一金属电极和位于所述第一金属电极表面的第一金属光栅层，所述第一金属光栅层为二维的方块周期阵列；