[发明专利]基于超材料结构的石墨烯晶体管、光探测器及其应用

权利要求书

1.一种基于超材料结构的石墨烯晶体管，其特征在于，它包括自下而上依次设置的衬底、栅极金属层、栅极介质层、石墨烯层以及源极与漏极金属层；

其中，至少所述源极与漏极金属层的局部区域具有周期性微纳米结构，所述周期性微纳米结构与栅极金属层及栅极介质层配合形成具有近完全吸收特性的超材料结构。

2.根据权利要求1所述的基于超材料结构的石墨烯晶体管，其特征在于，所述超材料结构的阻抗Z等于或接近于真空阻抗376.7Ω，其中，                                                ，ε和μ分别为所述超材料结构的介电常数和磁导率。

3.根据权利要求1所述的基于超材料结构的石墨烯晶体管，其特征在于，所述源极与漏极金属层的下端面与石墨烯层接触，形成用于连接所述晶体管的源极与漏极的导电沟道。

4.根据权利要求1或3所述的基于超材料结构的石墨烯晶体管，其特征在于，所述源极与漏极金属层包括源极和漏极，其中，至少所述源极和漏极的局部区域交错排布并形成周期性微纳米结构。

5.根据权利要求4所述的基于超材料结构的石墨烯晶体管，其特征在于，所述源极与漏极金属层的厚度为20 -200nm。

6.根据权利要求1所述的基于超材料结构的石墨烯晶体管，其特征在于，所述栅极金属层的厚度在50nm以上。

7.根据权利要求1所述的基于超材料结构的石墨烯晶体管，其特征在于，所述栅极介质层的材料采用低光吸收的介电材料，所述低光吸收的介电材料包括氧化硅、氮化硅或三氧化二铝。

8.一种光探测器，其特征在于，它包括权利要求1-7中任一项所述的基于超材料结构的石墨烯晶体管。

9.权利要求1-7中任一项所述基于超材料结构的石墨烯晶体管或权利要求8所述光探测器在光谱检测分析设备或图像传感设备中的应用。

10.一种图像传感设备或光谱检测分析设备，其特征在于，它包括阵列分布的复数个权利要求8所述的光探测器。