[发明专利]一种基于石墨烯-金属复合微结构的THz调制器及其制备

摘要

本发明涉及一种基于石墨烯‑金属复合微结构的THz调制器及其制备，所述的THz调制器包括：聚合物柔性衬底层；掺杂半导体外延层；Al₂O₃绝缘‑有源区结构复合层：生长在掺杂半导体外延层上，由至少一个Al₂O₃绝缘‑有源区子结构叠加组成，所述的Al₂O₃绝缘‑有源区子结构包括位于下方的Al₂O₃绝缘层，以及生长在Al₂O₃绝缘层上的石墨烯微结构层和金属微结构层，所述的金属微结构层置于石墨烯微结构层内部，并与石墨烯微结构层间隔设置形成THz的有源区子结构；金属层：蒸镀于最上方的一个有源区子结构上，并处理形成金属上电极。与现有技术相比，本发明可以实现对太赫兹波的有效调节，调制器的品质因子高、可调性能好和调制深度大等。

主权项

1.一种基于石墨烯‑金属复合微结构的THz调制器的制备方法，其特征在于，所述THz调制器包括：聚合物柔性衬底层；掺杂半导体外延层：生长在聚合物柔性衬底层上，并作为THz调制器的背电极；Al2O3绝缘‑有源区结构复合层：生长在掺杂半导体外延层上，由至少一个Al2O3绝缘‑有源区子结构叠加组成，所述的Al2O3绝缘‑有源区子结构包括位于下方的Al2O3绝缘层，以及生长在Al2O3绝缘层上的石墨烯微结构层和金属微结构层，所述的金属微结构层置于石墨烯微结构层内部，并与石墨烯微结构层间隔设置形成THz的有源区子结构；金属层：蒸镀于最上方的一个有源区子结构上，并处理形成金属上电极；上述THz调制器的制备方法包括以下步骤：(1)制作聚合物柔性衬底层以普通Si作为牺牲层，将含有塑料柔性衬底的溶液喷涂在牺牲层上，烘干固化后，得到聚合物柔性衬底层；(2)制作掺杂半导体外延层通过外延生长法在聚合物柔性衬底层上形成掺杂半导体外延层；(3)制作Al2O3绝缘‑有源区结构复合层(3‑1)在掺杂半导体外延层上原子层沉积Al2O3，冲洗干净，制得Al2O3绝缘层；(3‑2)将整片石墨烯沉积到Al2O3绝缘层上，去除多余石墨烯，得到石墨烯微结构层；(3‑3)继续在Al2O3绝缘层上制作的金属微结构层，保证石墨烯微结构层包围金属微结构层，且石墨烯微结构层与金属微结构层之间间隔设置，形成一个Al2O3绝缘‑有源区子结构；(3‑4)在上述Al2O3绝缘‑有源区子结构上重复步骤(3‑1)～(3‑3)0到多次，制得Al2O3绝缘‑有源区结构复合层；(4)制作金属区清洗Al2O3绝缘‑有源区结构复合层，干燥后，在Al2O3绝缘‑有源区结构复合层最上方的一个Al2O3绝缘‑有源区子结构中的石墨烯微结构层上的石墨烯微结构层上蒸镀金属层，再处理形成金属上电极；(5)剥离牺牲层，即得到在聚合物柔性衬底层上的石墨烯‑金属复合微结构THz调制器。