[发明专利]一种基于硅基衬底的纳米整流天线

摘要

本发明一种基于硅基衬底的纳米整流天线。所述的整流天线为纳米天线与金属‑绝缘体‑金属二极管组成的一体化结构，天线的左右臂分别为金属I和金属II，中间为绝缘层。将设计的纳米整流天线分别置于不同的衬底上，通过采用三维电磁场数值计算方法，计算了不同入射光波长下，整流天线的局域场强度和输出功率，最后计算出相应的光电转换效率。本发明发现的理论规律如下，随着衬底折射率的增加，共振波长发生红移，最大场增强系数和光电转换效率也逐渐增大。该理论计算为整流天线电池的实验制备和生产应用提供了设计思想，有利于新能源技术的绿色低成本发展。

主权项

一种基于硅基衬底的纳米整流天线，其特征在于：包括左臂、右臂、整流器以及衬底；所述左臂与右臂为镜像结构；左臂与右臂交叉成蝴蝶结形状，左臂与右臂中间夹有整流器，且三者一体成型；所述左臂与右臂的辐射体形状为三角形或扇形或锥形；所述纳米天线左臂材质选取Au、Pt、Ag、V、Cr、Al中的任意一种；所述纳米天线右臂材质选取Ni、Ti、Nb、Co、Cu和W中的任意一种；所述整流器中的绝缘体材料选取NiO、TiO2、Ta2O5、Nb2O5、V2O5、V2O3、CoO、Al2O3、CuO、SiO2、钛酸盐、铌酸盐和锗酸盐中的任意一种；左臂外沿至右臂外沿的距离为4μm，左臂内沿至右臂内沿的距离为200nm，左臂辐射体与右臂辐射体在靠近交叉点处的张角均为60°，纳米天线厚度为100nm，所述整流器中的绝缘体为钛氧化合物，厚度为5nm；所述整流器中的绝缘体与金属层的接触面积为100nm2～1μm2；将上述纳米天线置于衬底上；所述衬底面积为1μm2～1cm2；衬底分为三层，材料分别为空气、二氧化硅和硅，其介电常数分别为1.0006、4和11.9。