[发明专利]基于单层石墨烯对称结构电控太赫兹波开关

摘要

本发明公开了一种基于单层石墨烯对称结构电控太赫兹波开关。基底层为聚二甲基硅烷层，聚二甲基硅烷层的上层为P型硅层，P型硅层上层为二氧化硅层，二氧化硅层上面排列着25个石墨烯‑金属组合周期单元，其以中间周期单元对称排列。在石墨烯‑金属组合周期单元中，石墨烯为圆形，金属由四个半径大小相同的四分之一圆块和一个圆形金属导电圈组成；太赫兹信号在组合周期单元上方从几何中心处垂直输入，依次经过组合周期单元、二氧化硅层、P型硅层、聚二甲基硅烷层后垂直输出，在二氧化硅层与P型硅层之间设有一个偏置直流电压源，调节外加偏置直流电压源的电压会改变石墨烯介电常数，实现不同外加电场时控制输出端太赫兹波传输的通断，进而实现开关的功能。本发明具有结构简单紧凑，控制带宽较宽，响应速度快，尺寸小，便于加工等优点。

主权项

1.一种基于单层石墨烯对称结构电控太赫兹波开关，其特征在于包括聚二甲基硅烷层（1）、P型硅层（2）、二氧化硅层（3）；聚二甲基硅烷（1）的上层为P型硅层（2），P型硅层（2）的上层为二氧化硅层（3），二氧化硅层（3）上表面铺有7列石墨烯‑金属组合周期单元（7），每列中石墨烯‑金属组合周期单元（7）的个数依次为4个、3个、4个、3个、4个、3个和4个，每个石墨烯‑金属组合周期单元（7）呈中心对称排列且任意相邻的两个石墨烯‑金属组合周期单元（7）均相切；每个石墨烯‑金属组合周期单元（7）由4个半径相同的四分之一圆（6）和一层圆形石墨烯（5）外加一个圆形金属导电圈（4）组合而成，4个四分之一圆（6）呈环形阵列紧贴排布于圆形石墨烯（5）上，圆形金属导电圈（4）环绕于所述的环形阵列之外，且圆形金属导电圈（4）同心嵌套于圆形石墨烯（5）外；太赫兹信号在石墨烯‑金属组合周期单元（7）上方从几何中心处垂直输入，依次经过组合周期单元（7）、二氧化硅层（3）、P型硅层（2）、聚二甲基硅烷层（1）后垂直输出；通过在二氧化硅层（3）与P型硅层（2）之间加载偏置直流电压，实现不同外加电场时控制输出端太赫兹波传输的通断，进而实现开关的功能。