[发明专利]一种石墨烯透明天线及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯透明天线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)预处理透明基材：将透明基材放入异丙醇中，超声清洗后用氮气吹干，加热烘烤；所述透明基材选自玻璃、石英、蓝宝石、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对二甲苯中的至少一种；

2)采用磁控溅射法、真空镀膜法或电镀法在所述透明基材上形成超薄金属层，所述超薄金属层(2)的厚度为1-20nm，所述超薄金属层材料选自Cu、Ni、Fe、Al、Ag、Ru中的至少一种；

3)采用光刻法将所述超薄金属层制作成具有预定天线形状的薄膜或网格，所述光刻法包括如下步骤：①涂胶：在超薄金属层上旋涂光刻胶；②前烘：经烘烤除去胶层内的溶剂；③紫外曝光：利用光刻机曝光；④使用薄胶显影液去除未被曝光的光刻胶，将掩膜板上的天线形状转移到光刻胶涂层上；⑤后烘：在烘箱烘烤；⑥刻蚀：利用刻蚀液刻蚀不需要的金属；⑦去光刻胶：将步骤⑥处理结束后的样品放入NaOH水溶液中去除光刻胶，然后用水洗净，制得具有天线形状的超薄金属层/透明基材样品；

4)采用化学气相沉积法在所述超薄金属层上形成预定天线形状的石墨烯层，制得所述石墨烯透明天线；

所述化学气相沉积法为：将具有天线形状的超薄金属层/透明基材样品放入CVD炉的腔体内，通入氩气，将CVD炉腔体内的温度升至1000℃，向CVD炉的腔体内通入甲烷气体，甲烷气体在铜金属表面成核，并生成具有天线形状的石墨烯层，生长时间为20min，生长完毕后停止加热，停止通入甲烷，继续通入氩气，待腔体降至室温，取出具有天线形状的石墨烯层/超薄金属层/透明基材，即所述石墨烯透明天线。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤5)在所述石墨烯层上形成减反增透层，通过旋涂、真空蒸镀、电子束沉积或者磁控溅射法在石墨烯层上形成所述减反增透层，所述减反增透层的材料选自ZnO、TiO₂、WO₃、CuI、NiOx、CuSCN中的至少一种。

3.一种石墨烯透明天线，其特征在于：自下而上依次包括透明基材(1)、位于所述透明基材(1)上且具有预定天线形状的超薄金属层(2)、位于所述超薄金属层(2)上且具有预定天线形状的石墨烯层(3)，所述超薄金属层(2)为具有预定天线形状的薄膜或网格，所述超薄金属层(2)的厚度为1-20nm，所述超薄金属层(2)材料选自Cu、Ni、Fe、Al、Ag、Ru中的至少一种；所述透明基材(1)选自玻璃、石英、蓝宝石、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对二甲苯中的至少一种；所述石墨烯透明天线的制备方法如权利要求1所示。

4.根据权利要求3所述的石墨烯透明天线，其特征在于：所述超薄金属层(2)的厚度为1-5nm。

5.根据权利要求3所述的石墨烯透明天线，其特征在于：所述石墨烯层(3)上还设有减反增透层(4)，所述减反增透层(4)的材料选自ZnO、TiO₂、WO₃、CuI、NiOx、CuSCN中的至少一种；所述石墨烯透明天线的制备方法如权利要求2所示。

6.根据权利要求5所述的石墨烯透明天线，其特征在于：所述减反增透层(4)的厚度为3-30nm。