一種雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法，包括步驟：1）提供由金屬層及介質(zhì)層周期層疊的雙曲介質(zhì)，根據(jù)等效介質(zhì)理論計(jì)算出雙曲介質(zhì)在太赫茲波段的等效介電常數(shù)、；2）依據(jù)、將雙曲介質(zhì)的界面方向相對(duì)于第一平面逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)第一角度，并使旋轉(zhuǎn)后雙曲介質(zhì)的上表面與所述第一平面平行；3）沿與第一平面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)第二角度后的平面方向截去雙曲介質(zhì)的部分體積形成入射界面；4）于雙曲介質(zhì)的上表面制作石墨烯納米帶。本發(fā)明利用了雙曲介質(zhì)界面對(duì)光場(chǎng)的壓縮及減速的特性、石墨烯納米在太赫茲波段的帶磁場(chǎng)可調(diào)的高電導(dǎo)率、及正的介電常數(shù)的特性，設(shè)計(jì)出了太赫茲濾波天線，實(shí)現(xiàn)了在亞波長(zhǎng)的尺度下的太赫茲波輻射器件體系。
【專利說明】—種雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種表面波的太赫茲波導(dǎo)天線，特別是涉及一種雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙曲介質(zhì)是超材料(Metamaterial)的一種，是一種人工制作的周期性結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠渲邪薪饘?metal)周期性結(jié)構(gòu)單元,如:金屬裂口環(huán)(Split ring resonator)、金屬線(薄膜)陣列等，這種材料因?yàn)槠湓谔囟ǖ念l率范圍內(nèi)同時(shí)具有負(fù)的電容率e和磁導(dǎo)率U，從而傳輸?shù)墓獠ň哂凶笫痔卣?。這種材料最早由俄羅斯科學(xué)家Veselago預(yù)言，后來由英國(guó)物理學(xué)家J.B.Pendry在理論上提出了設(shè)計(jì)方案，并于2001年由R.A.Shelby小組在用直徑為3毫米左右的(SRR)微波段上實(shí)驗(yàn)上予以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在有些研究小組已經(jīng)在紅外，近紅外等近光頻區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了同時(shí)為負(fù)值的電容率e和磁導(dǎo)率I；。這種材料有著一系列的新奇的電磁特性，諸如負(fù)折射，反常多普勒效應(yīng)，克服衍射極限的超棱鏡效應(yīng)，其中比較重要的是可以用它來實(shí)現(xiàn)在微波階段的隱形材料的設(shè)計(jì)。這種材料的介電常數(shù)通常是
各向異性的，其介電常數(shù)在主軸坐標(biāo)系下的各張量元通常表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)提供由金屬層及介質(zhì)層周期層疊的雙曲介質(zhì)，根據(jù)等效介質(zhì)理論計(jì)算出所述雙曲介質(zhì)在太赫茲波段的等效介電常數(shù)％、ez; 2)依據(jù)等效介電常數(shù)et、ez將所述雙曲介質(zhì)的界面方向相對(duì)于第一平面逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)第一角度00，并使旋轉(zhuǎn)后所述雙曲介質(zhì)的上表面與所述第一平面平行； 3)沿與所述第一平面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)第二角度e后的平面方向截去所述雙曲介質(zhì)的部分體積形成入射界面； 4)于所述雙曲介質(zhì)的上表面制作石墨烯納米帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法，其特征在于:步驟2)所述的第一角度由公式戎
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法，其特征在于:步驟3)所述的第二角度0≤Qtl，其中:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法，其特征在于:所述金屬層為金或銀，所述介質(zhì)層為硅或二氧化硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法，其特征在于:所述雙曲介質(zhì)中，每周期的金屬層及介質(zhì)層的厚度為50~150nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法，其特征在于:所述石墨烯納米帶的寬度為3~5nm,長(zhǎng)度為不小于1mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法，其特征在于:步驟4)制作所述石墨烯納米帶之前還包括步驟:于所述雙曲介質(zhì)表面制作二氧化硅層，作為所述石墨烯納米帶的襯墊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙曲介質(zhì)和石墨烯納米帶組合天線器件的制作方法，其特征在于:所述天線器件的激勵(lì)源為表面波激發(fā)。
【文檔編號(hào)】C01B31/04GK103594792SQ201310594535
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】劉征, 呂誠, 曹俊誠 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所