[发明专利]一种可以产生法诺共振增强和频率可调谐现象的多层对称超材料

权利要求书

1.一种可以产生法诺共振增强和频率可调谐现象的多层对称超材料，其特征在于，该多层对称超材料由衬底层、下金属层、介质材料层、上金属层、氧化层组成；谐振单元的孔径在20纳米至1微米、高度在60纳米至30微米。所述的谐振单元阵列采用矩形晶格排列，在超材料表面上，谐振单元的水平方向周期长度L_x和垂直方向周期长度L_y不等，水平方向周期长度L_x在40纳米至8微米；垂直方向周期长度L_y在40纳米至8微米。所述多层结构的法诺共振波长覆盖红外到远红外波段；其透射谱上法诺共振品质因数随谐振单元的水平方向周期长度或垂直方向周期长度的增加而增加；其透射谱上的法诺共振波长随谐振单元的水平方向周期长度或垂直方向周期长度的增加而变小。

2.根据权利要求1所述的多层不对称超材料，其特征在于，所述的谐振单元形状是三角形孔、方形孔、圆形孔、椭圆形孔、矩形孔、十字形孔、六边形孔。

3.根据权利要求1或2所述的多层不对称超材料，其特征在于，所述上金属层或下金属层的宽度在1微米至2厘米、高度在20纳米至10微米，介质材料层的宽度在1微米至2厘米、高度在20纳米至10微米；氧化层的宽度在1微米至2厘米、高度在1纳米至1微米。

4.根据权利要求1或2所述的多层不对称超材料，其特征在于，

所述的金属层是Al层、Ag层、Au层、Cu层或Ni层；

所述的介质材料层包括Al₂O₃、MgF₂、HSQ、GaAs、InP、Si；

所述的氧化层是In₂O₃、SnO₂或ITO；

所述的衬底层是BK7光学玻璃，SiO₂、Si₃N₄或Al₂O₃；

所述的多层结构通过材料生长工艺实现，包括电子束蒸发、金属有机化合物化学气相沉淀、气相外延生长、分子束外延技术；

所述的谐振单元阵列通过干法或者湿法刻蚀工艺实现，包括电子束曝光、聚焦离子束曝光、反应离子束刻蚀。

5.根据权利要求3所述的多层不对称超材料，其特征在于，

所述的金属层是Al层、Ag层、Au层、Cu层或Ni层；

所述的介质材料层包括Al₂O₃、MgF₂、HSQ、GaAs、InP、Si；

所述的氧化层是In₂O₃、SnO₂或ITO；

所述的衬底层是BK7光学玻璃，SiO₂、Si₃N₄或Al₂O₃；

所述的多层结构通过材料生长工艺实现，包括电子束蒸发、金属有机化合物化学气相沉淀、气相外延生长、分子束外延技术；

所述的谐振单元阵列通过干法或者湿法刻蚀工艺实现，包括电子束曝光、聚焦离子束曝光、反应离子束刻蚀。