一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法

技术特征：
1.一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)制备动态调控表面等离激元等离子体频率的器件，具体是指：在衬底层由下自上依次生长传输线金属层、周期性石墨烯凹槽层、调控石墨烯电导率的栅介质层；(2)通过给步骤(1)制备的动态调控表面等离激元等离子体频率的器件施加直流偏置改变石墨烯的电导率，动态调控表面等离激元的等离子体频率。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法，其特征在于，传输线金属层包括由共面波导、阻抗匹配及表面等离激元波导。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法，其特征在于，所述表面等离激元波导的材质包括ti/au。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法，其特征在于，所述周期性石墨烯凹槽层为单边周期性凹槽或双边周期性凹槽，凹槽的形状包括矩形、梯形、三角形。5.根据权利要求2所述的一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法，其特征在于，步骤(2)的具体实现过程如下：a、将共面波导的射频地电极、射频信号电极分别连接至直流电源的正极、负极；b、施加-1.5v到0.5v的电压，石墨烯的电导率先减小后增加，在-0.5v时到达狄拉克点即石墨烯的电导率最小值的点，对应石墨烯凹槽等效深度先减小后增加，等离子体频率先升高后下降。6.根据权利要求1所述的一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法，其特征在于，调控石墨烯电导率的栅介质层的材质为离子液体pssna。7.根据权利要求1所述的一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法，其特征在于，所述衬底层材质为厚度为300微米以下的高阻硅。8.根据权利要求1-6任一所述的一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法，其特征在于，所述周期性石墨烯凹槽层的材质为铜基cvd单层石墨烯。9.根据权利要求1所述的一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法，其特征在于，步骤(1)中，制备动态调控表面等离激元等离子体频率的器件，包括步骤如下：
①
清洗衬底层；
②
利用光刻、电子束蒸发和剥离技术在步骤
①
清洗后的衬底层上蒸镀传输线金属层；
③
利用湿法转移将石墨烯转移到步骤
②
蒸镀的传输线金属层上，用光刻和干法刻蚀做出与表面等离激元波导相连的周期性石墨烯凹槽层；
④
旋涂离子液体pssna覆盖整个射频地电极、射频信号电极及与其相连的周期性石墨烯凹槽层。10.根据权利要求8所述的一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法，其特征在于，步骤
①
，清洗衬底层，具体是指：首先，依次采用decon清洗、采用去离子水清洗、采用丙酮清洗、采用乙醇清洗；然后，用去离子水冲洗；最后，用氮气吹干；步骤
②
，具体是指：首先，利用光刻在衬底层做出表面等离激元传输线的金属图案，然后，利用电子束蒸发依次蒸镀5nm的ti和200nm的au，最后，用丙酮剥离金属；步骤
③
，具体是指：首先，利用湿法转移将cvd石墨烯转移至步骤
②
的传输线金属层，然
后，利用光刻做出周期性石墨烯凹槽层的图案，用干法刻蚀将不需要的石墨烯打掉，最后，去胶留下需要的周期性石墨烯凹槽层的图案。

技术总结
本发明涉及一种石墨烯动态调控表面等离激元等离子体频率的方法，包括：(1)制备动态调控表面等离激元等离子体频率的器件，具体是指：在衬底层由下自上依次生长传输线金属层、周期性石墨烯凹槽层、调控石墨烯电导率的栅介质层；(2)通过给步骤(1)制备的动态调控表面等离激元等离子体频率的器件施加直流偏置改变石墨烯的电导率，动态调控表面等离激元的等离子体频率。本发明通过离子液体辅助形成的电双层电容器给石墨烯施加偏压改变石墨烯的电导率，而表面等离激元的等离子体频率与周期性凹槽的槽深直接相关，石墨烯电导率与石墨烯凹槽的等效槽深正相关，电导率的变化引起等效槽深的改变，因此实现对等离子体频率的动态调控。因此实现对等离子体频率的动态调控。因此实现对等离子体频率的动态调控。


技术研发人员：张翼飞 冯明明 王卿璞
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2022.02.17
技术公布日：2022/6/10