[发明专利]一种柔性太赫兹调制器及其制备和调节方法

说明书

本发明提供一种柔性太赫兹调制器及其制备和调节方法，包括铟镓锌氧化物膜层；第一金属氧化物膜层和第二金属氧化物膜层，铟镓锌氧化物膜层位于第一金属氧化物膜层和第二金属氧化物膜层之间以形成层叠结构；第一石墨烯层和第二石墨烯层，第一石墨烯层层叠在第一金属氧化物膜层的表面，第二石墨烯层层叠在第二金属氧化物膜层的表面。与现有技术相比，本发明通过电压调节铟镓锌氧化物膜层在太赫兹波段的电导率，利用第一石墨烯层和第二石墨烯层作为电极制备宽带柔性太赫兹调制器，实现对太赫兹波透过率的调制。使器件整体的插入损耗低，便于集成化设计，制造成本低，有利于实现大面积太赫兹调控。

技术领域

本发明涉及太赫兹波调控技术领域，具体而言，涉及一种柔性太赫兹调制器及其制备和调节方法。

背景技术

随着科技的发展，调制器被广泛用于通信、传感与成像等领域。目前，现有技术中基于柔性基底的太赫兹调制器主要分为两类，一种基于超材料的太赫兹动态调制器件，另一种基于二维材料的太赫兹柔性调制器。但鲜有技术存在缺陷，例如：

基于超材料的太赫兹柔性调制器更多关注点在于超材料单元的设计，存在设计复杂、加工难度高等缺点，且调制器的可调范围十分小。此外，由于超材料单元的存在，太赫兹调制往往是窄带调制。

而基于二维材料的太赫兹柔性调制器由于二维材料电导率可调范围有限，直接导致其对太赫兹的调节范围小，且太赫兹作用范围有限，大面积集成和使用受到限制。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种柔性太赫兹调制器及其制备和调节方法，具体技术方案如下所示：

一种柔性太赫兹调制器，包括：

铟镓锌氧化物膜层；

第一金属氧化物膜层和第二金属氧化物膜层，所述铟镓锌氧化物膜层位于所述第一金属氧化物膜层和所述第二金属氧化物膜层之间以形成层叠结构；

第一石墨烯层和第二石墨烯层，所述第一石墨烯层层叠在所述第一金属氧化物膜层的表面作为第一电极，所述第二石墨烯层层叠在所述第二金属氧化物膜层的表面作为第二电极。

在一个具体的实施例中，所述第一金属氧化物膜层和所述第二金属氧化物膜层均为Al₂O₃膜层。

在一个具体的实施例中，所述第一金属氧化物膜层和所述第二金属氧化物膜层的材料选自氧化钛膜层或氧化锌膜层。

在一个具体的实施例中，所述第一石墨烯层和所述第二石墨烯层上分别设置有第一金属环和第二金属环，所述第一金属环和所述第二金属环分别与外部的电源连接。

在一个具体的实施例中，所述第一石墨烯层包括多条第一石墨烯条带，多条所述第一石墨烯条带呈阵列式分布；

所述第二石墨烯层包括多条第二石墨烯条带，多条所述第二石墨烯条带呈阵列式分布；

每条所述第一石墨烯条带和每条所述第二石墨烯条带相互垂直。

在一个具体的实施例中，多条所述第一石墨烯条带的尺寸相同，多条所述第二石墨烯条带的尺寸相同。

在一个具体的实施例中，还包括柔性基底层,所述柔性基底层层叠在多条所述第二石墨烯条带上。

在一个具体的实施例中，所述柔性基底层为聚酰亚胺膜层。

在一个具体的实施例中，所述柔性基底层为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜层、聚乙烯膜层或聚四氟乙烯膜层。

在一个具体的实施例中，一种制备所述柔性太赫兹调制器的方法，包括：

旋涂工艺，在容器内加入预设浓度的聚酰亚胺溶液，滴入预设量的胶体，通过设定旋转速度v和时间t，制备预设厚度的所述聚酰亚胺膜层，并利用干燥箱进行固化；