[发明专利]基于金属介质椭圆腔增强石墨烯吸收结构及其制备方法

权利要求书

1.基于金属介质椭圆腔增强石墨烯吸收结构,其特征在于：包括金属介质椭圆腔、石墨烯条带和填充介质；金属介质椭圆腔为阵列结构；所述金属介质椭圆腔顶部与底部呈平坦状且顶部间距与底部间距相等；其中所述金属介质椭圆腔内设有填充介质，石墨烯纳米条带阵列平铺在填充介质的顶部；

通过金属介质椭圆腔结构激发腔体模式，通过石墨烯条带阵列激发石墨烯表面等离子体模式，利用二者之间的耦合效应来实现单层石墨烯在中红外波段中的宽谱光吸收；

所述石墨烯条带光吸收谱覆盖在中红外波段，其中光谱范围为：17~23微米；

所述金属介质椭圆腔由金属腔体外壳构成；所述金属腔体外壳的构造材料选自金、银、铂、钛中的其中一种；所述填充介质由二氧化硅构成，其折射率范围为1.4~1.6。

2.一种制备如权利要求1所述的基于金属介质椭圆腔增强石墨烯吸收结构的方法，其特征在于，包括如下步骤:

1）在二氧化硅衬底上镀一层金属膜；

2）对金属膜进行紫外光刻蚀，通过刻蚀构造出金属介质椭圆腔壳阵列结构；

3）使用沉积法在样品上沉积生长二氧化硅；

4）经过套刻或抛光，去掉原子层沉积后样品表面多余的二氧化硅；

5）使用湿法转移将石墨烯转移到经后处理的样品的上表面；

6）通过电子束光刻以及刻蚀方法形成石墨烯条带阵列。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤1）中采用的金属镀膜方法为电子束蒸镀法、磁控溅射法和热蒸镀法中的其中一种。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤2）中采用的光刻方法为正性紫外光刻及负性紫外光刻中的其中一种。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤3）中采用的沉积方法为等离子体增强原子层沉积、等离子体增强化学气相沉积的其中一种。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤6）中采用的刻蚀方法为感应耦合等离子体刻蚀。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤6）中采用的刻蚀方法为反应离子刻蚀。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤6）中采用的刻蚀方法为干法刻蚀。