[发明专利]可调控电磁波吸收的超材料晶体结构及其制备方法

权利要求书

1.一种可调控电磁波吸收的超材料晶体结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)提供一闪耀光栅衬底，且所述闪耀光栅衬底表面形成有周期排布的锯齿状阵列结构，其中，单一所述锯齿状阵列结构周期中包括具有第一倾角的第一槽面以及与所述第一槽面相连接的具有第二倾角的第二槽面；以及

2)于所述闪耀光栅衬底上形成交替多层膜结构，所述交替多层膜结构包括若干个对应于单一所述锯齿状阵列结构周期的超材料结构单元，且所述超材料结构单元包括位于所述第一槽面上的第一等效介电常数单元和位于所述第二槽面上的第二等效介电常数单元；

其中，所述第一等效介电常数单元的等效介电常数与所述第二等效介电常数单元的等效介电常数不同，使得所述第一等效介电常数单元与所述第二等效介电常数单元之间形成电磁波吸收界面；通过调整所述第一倾角、所述第二倾角、所述交替多层膜结构中的单层膜层的材料以及所述交替多层膜结构中单层膜层之间的厚度比中的任意一种，来调节所述第一等效介电常数单元的等效介电常数和所述第二等效介电常数单元的等效介电常数，从而来调节电磁波的特征吸收峰，实现可调控电磁波吸收的所述超材料晶体结构。

2.根据权利要求1所述的可调控电磁波吸收的超材料晶体结构的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述交替多层膜结构中的单层膜层的厚度小于入射波波长的1/10。

3.根据权利要求1所述的可调控电磁波吸收的超材料晶体结构的制备方法，其特征在于，步骤2)中，依据单一所述锯齿状阵列结构周期的大小调整电磁波的吸收系数，其中，所述电磁波的吸收系数随着单一所述锯齿状阵列结构周期的减小而增大。

4.根据权利要求1所述的可调控电磁波吸收的超材料晶体结构的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述交替多层膜结构由至少两种不同材料构成的膜层单元交替叠置形成，且所述膜层单元的材料与所需要调控的电磁波的频段相对应。

5.根据权利要求4所述的可调控电磁波吸收的超材料晶体结构的制备方法，其特征在于，所述交替多层膜结构包括第一膜层单元及第二膜层单元，其中，所述第一膜层单元与所述第二膜层单元交替叠置设置。

6.根据权利要求1所述的可调控电磁波吸收的超材料晶体结构的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述闪耀光栅衬底包括单晶材料衬底。

7.根据权利要求1所述的可调控电磁波吸收的超材料晶体结构的制备方法，其特征在于，步骤1)中，单一所述锯齿状阵列结构周期中，所述第一槽面及所述第二槽面的设置方式包括对称设置及非对称设置中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的可调控电磁波吸收的超材料晶体结构的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述闪耀光栅衬底表面形成所述锯齿状阵列结构的方式选自于低能离子辐照、各向异性刻蚀、高温退火、压印技术以及半导体异质外延技术中的任意一种。

9.根据权利要求8所述的可调控电磁波吸收的超材料晶体结构的制备方法，其特征在于，进行所述低能离子辐照的过程中还包括：同时对所述闪耀光栅衬底进行加热处理，其中，进行所述加热处理的温度介于所述闪耀光栅衬底材料的再结晶温度与材料表面台阶的Ehrlich-Schwoebel势垒失效温度之间。