[发明专利]基于光子晶体光响应增强技术的石墨烯红外传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于光子晶体光响应增强技术的石墨烯红外传感器，其特征在于，包括硅片，部分的硅片的抛光面上具有连续且厚度均匀的绝缘层，绝缘层的上方具有连续且厚度均匀的电极层，部分的电极层以及部分的硅片上方具有感光纳米石墨烯材料层，剩余全部的电极层、感光纳米石墨烯材料层的上方以及剩余全部的硅片的上方具有通过光刻制备的光子晶体部分。

2.根据权利要求1所述的基于光子晶体光响应增强技术的石墨烯红外传感器，其特征在于，所述绝缘层与电极层之间具有连接层，所述硅片的厚度为300到1000微米，所述绝缘层的厚度为200-500纳米，所述绝缘层的材质为二氧化硅，所述电极层的厚度为100到300纳米，所述电极层的材质为金，所述连接层的厚度为20到30纳米，所述连接层的材质为铬，所述感光纳米石墨烯材料层的厚度为1到3层碳原子，面积为100到1000000平方微米。

3.根据权利要求1或2所述的基于光子晶体光响应增强技术的石墨烯红外传感器，其特征在于，所述光子晶体部分形成为周期性排列的六边形或者圆形孔洞，所述光子晶体部分的厚度为400-700纳米，光子晶体周期为4到10微米，圆形孔洞直径或六边形外接圆直径与光子晶体周期之比为0.6到0.8之间。

4.一种基于光子晶体光响应增强技术的石墨烯红外传感器，其特征在于，包括表面具有二氧化硅层的硅片，于具有二氧化硅层一侧的部分的硅片上方具有电极层，电极层分为形成为处于硅片上方两端的两个间隔的部分，部分的电极层以及部分的硅片上方具有感光纳米石墨烯材料层，剩余全部的电极层、感光纳米石墨烯材料层的上方以及剩余全部的硅片的上方具有通过光刻制备的光子晶体部分。

5.根据权利要求4所述的基于光子晶体光响应增强技术的石墨烯红外传感器，其特征在于，所述具有二氧化硅层一侧的部分的硅片与电极层之间具有连接层，所述硅片的厚度为300到1000微米，所述二氧化硅层的厚度为200-500纳米，所述电极层的厚度为100到300纳米，所述电极层的材质为金，所述连接层的厚度为20到30纳米，所述连接层的材质为铬，所述感光纳米石墨烯材料层的厚度为1到3层碳原子，面积为100到1000000平方微米。

6.根据权利要求4或5所述的基于光子晶体光响应增强技术的石墨烯红外传感器，其特征在于，所述光子晶体部分形成为周期性排列的六边形或者圆形孔洞，所述光子晶体部分的厚度为400-700纳米，光子晶体周期为4到10微米，圆形孔洞直径或六边形外接圆直径与光子晶体周期之比为0.6到0.8之间。

7.一种基于光子晶体光响应增强技术的石墨烯红外传感器的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤1：预清洗硅片；

步骤 2：于硅片上制备图形化光刻胶层；

步骤3：利用溅射技术于图形化光刻胶的上方顺次沉积绝缘层和电极层；

步骤 4：溶解光刻胶层，去除覆盖在光刻胶层上方绝缘层和电极层；

步骤 5：利用聚酸甲酯转移技术转移石墨烯至部分电极层以及部分硅片的上方，并利用原子力显微镜进行表面处理，提高电子迁移率；

步骤6：于剩余的全部的电极层上方、感光纳米石墨烯材料层上方以及剩余的硅片上方旋涂光刻胶层，并利用光刻技术对光刻胶层进行图案化处理以制备光子晶体部分。

8.根据权利要求7所述的基于光子晶体光响应增强技术的石墨烯红外传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤5和步骤6之间还包含一个步骤：利用掺杂技术向感光纳米石墨烯材料层中注入电子，调节费米能级到达狄拉克点附近。