[发明专利]一种石墨烯电光调制器及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯电光调制器的制备方法，其特征在于，

所述石墨烯电光调制器包括：

衬底(10)，其长度、宽度和高度方向分别定义为第I方向、第II方向和第III方向；以及形成于所述衬底(10)上的马赫泽德干涉仪结构(11)；

其中，所述马赫泽德干涉仪结构(11)包括石墨烯垂直混合等离子光波导(14)，所述石墨烯垂直混合等离子光波导(14)在所述第II方向上包括：第二金属电极材料层(302)；位于所述第二金属电极材料层(302)两侧的第一高折射率材料层(201)和第二高折射率材料层(202)；位于所述第一高折射率材料层(201)与所述第二金属电极材料层(302)之间的第一低折射率材料层(401)和位于所述第二金属电极材料层(302)与所述第二高折射率材料层(202)之间的第二低折射率材料层(402)；以及彼此分离的第一石墨烯材料层(601)、第二石墨烯材料层(602)和第三石墨烯材料层(603)；

所述第二石墨烯材料层(602)位于所述第二金属电极材料层(302)上且其两端分别延伸至所述第一高折射率材料层(201)和所述第二高折射率材料层(202)的至少部分表面上；

所述第一石墨烯材料层(601)的一端至少延伸至所述第一低折射率材料层(401)靠近所述第二金属电极材料层(302)的侧边；

所述第三石墨烯材料层(603)的一端至少延伸至所述第二低折射率材料层(402)靠近所述第二金属电极材料层(302)的侧边；

所述石墨烯垂直混合等离子光波导(14)还包括绝缘材料层(501)，所述绝缘材料层(501)位于所述第一石墨烯材料层(601)和所述第三石墨烯材料层(603)的下方区域内所有结构的表面上；

所述马赫泽德干涉仪结构(11)还包括位于所述石墨烯垂直混合等离子光波导(14)在所述第II方向两侧的第一金属电极材料层(301)和第三金属电极材料层(303)；

所述第一石墨烯材料层(601)的另一端延伸至所述第一金属电极材料层(301)的至少部分表面上；

所述第三石墨烯材料层(603)的另一端延伸至所述第三金属电极材料层(303)的至少部分表面上；

所述制备方法包括如下步骤：

分别在所述衬底(10)的表面上形成第一高折射率材料层(201)和第二高折射率材料层(202)；

分别在所述衬底(10)的表面两端以及所述第一高折射率材料层(201)与所述第二高折射率材料层(202)之间的衬底(10)表面上形成第一金属电极材料层(301)、第三金属电极材料层(303)以及第二金属电极材料层(302)；

分别在所述衬底(10)的表面上且位于所述第一高折射率材料层(201)与所述第二金属电极材料层(302)之间的狭缝区域以及在所述衬底(10)的表面上且位于所述第二金属电极材料层(302)与所述第二高折射率材料层(202)之间的狭缝区域沉积第一低折射率材料层(401)和第二低折射率材料层(402)；

在所述第一高折射率材料层(201)表面、所述第一低折射率材料层(401)表面、所述第二金属电极材料层(302)表面、所述第二低折射率材料层(402)表面以及所述第二高折射率材料层(202)表面上沉积石墨烯，利用氧离子刻蚀方法，得到形成于所述第一低折射率材料层(401)表面、所述第二金属电极材料层(302)表面以及所述第二低折射率材料层(402)表面上，且两端分别延伸至所述第一高折射率材料层(201)和所述第二高折射率材料层(202)的至少部分表面上的第二石墨烯材料层(602)；

在所述第一金属电极材料层(301)与所述第三金属电极材料层(303)之间的结构表面上沉积绝缘材料层(501)；

在所述第一金属电极材料层(301)表面、所述绝缘材料层(501)表面以及所述第三金属电极材料层(303)表面上沉积石墨烯，利用氧离子刻蚀方法，分别得到形成于所述第一金属电极材料层(301)与第二金属电极材料层(302)之间的绝缘材料层(501)的表面上并延伸至所述第一金属电极材料层(301)的至少部分表面上的第一石墨烯材料层(601)，以及形成于所述第二金属电极材料层(302)与所述第三金属电极材料层(303)之间的绝缘材料层(501)的表面上并延伸至所述第三金属电极材料层(303)的至少部分表面上的第三石墨烯材料层(603)。