[发明专利]基于光选择性调控金属-二维有机无机杂化钙钛矿的太赫兹环偶超材料器件及其制备方法

权利要求书

1.基于光选择性调控金属-二维有机无机杂化钙钛矿的太赫兹环偶超材料器件，其特征在于：它自下而上包括衬底(1)、周期性排列的两个双开口金属谐振环结构单元(2)和两个双开口金属谐振环上分别覆盖不同组分的二维有机无机杂化钙钛矿(3)；所述衬底(1)为高阻硅；所述的周期性排列的两个双开口金属谐振环结构单元(2)中的两个双开口金属谐振环呈中心轴对称，且均为正方形结构；所述金属谐振环的金属为Au、Cu或Al；所述二维有机无机杂化钙钛矿为(PEA)₂(MA)_n-1Pb_nI_3n+1或者(BA)₂(MA)_n-1Pb_nI_3n+1，其中n1。

2.根据权利要求1所述的基于光选择性调控金属-二维有机无机杂化钙钛矿的太赫兹环偶超材料器件，其特征在于所述衬底(1)为厚度500μm的高阻硅。

3.根据权利要求1所述的基于光选择性调控金属-二维有机无机杂化钙钛矿的太赫兹环偶超材料器件，其特征在于所述周期性排列的两个双开口金属谐振环结构单元(2)的尺寸为长150μm，宽75μm，且两个双开口金属谐振环边缘之间的距离为15μm。

4.根据权利要求1所述的基于光选择性调控金属-二维有机无机杂化钙钛矿的太赫兹环偶超材料器件，其特征在于所述每一个双开口金属谐振环结构的尺寸：金属厚度为0.2μm、边长为60μm、宽度为6μm；每一个双开口金属谐振环结构的开口位于非中心位置呈水平对称分布，开口大小为5μm。

5.制备如权利要求1所述基于光选择性调控金属-二维有机无机杂化钙钛矿的太赫兹环偶超材料器件的方法，其特征在于它按以下步骤实现：

一、利用机械旋涂法在高阻硅上旋涂厚度为1.5μm的光刻胶，通过前烘、曝光、显影和定影工艺，形成两个双开口金属谐振环阵列的光刻胶掩膜结构；

二、利用材料生长工艺在步骤一所得材料上淀积金属，然后采用剥离工艺去除非结构金属和光刻胶，形成两个双开口金属谐振环阵列，获得图形化金属超材料结构；淀积的金属为Au、Cu或Al；

三、在上述图形化金属超材料结构表面淀积Parylene薄膜，然后经过曝光、显影、定影以及氧等离子刻蚀Parylene薄膜，在两个双开口谐振环阵列中的第一个双开口谐振环上形成可图形化二维有机无机杂化钙钛矿薄膜的Parylene掩膜结构；

四、利用机械旋涂法在可图形化二维有机无机杂化钙钛矿薄膜的Parylene掩膜结构上旋涂二维有机无机杂化钙钛矿溶液，旋涂转速为3000转/分钟，旋涂时间为45秒；

五、通过揭膜工艺去除Parylene薄膜，并在100℃下对步骤四中所得材料进行退火处理10分钟，形成二维有机无机杂化钙钛矿薄膜A，完成在两个双开口谐振环阵列中的第一个双开口谐振环阵列上覆盖二维有机无机杂化钙钛矿A；

六、在步骤五所得覆盖二维有机无机杂化钙钛矿A的超材料表面淀积Parylene薄膜，然后经过曝光、显影、定影以及氧等离子刻蚀Parylene薄膜，在两个双开口谐振环中的第二个双开口谐振环上形成可图形化二维有机无机杂化钙钛矿薄膜的Parylene掩膜结构；

七、利用机械旋涂法在步骤六中可图形化二维有机无机杂化钙钛矿薄膜的Parylene掩膜结构上旋涂二维有机无机杂化钙钛矿溶液，旋涂转速为3000转/分钟，旋涂时间为45秒；

八、通过揭膜工艺去除Parylene薄膜，并在100℃下对步骤七中所得材料进行退火处理10分钟，形成二维有机无机杂化钙钛矿薄膜B，完成在两个双开口谐振环阵列中的第二个双开口谐振环阵列上覆盖二维有机无机杂化钙钛矿B，即完成基于光选择性调控金属-二维有机无机杂化钙钛矿的太赫兹环偶超材料器件的制备；

其中步骤四和步骤七中所述二维有机无机杂化钙钛矿为(PEA)₂(MA)_n-1Pb_nI_3n+1或者(BA)₂(MA)_n-1Pb_nI_3n+1，其中n1，若步骤四和步骤七中均为(PEA)₂(MA)_n-1Pb_nI_3n+1，则步骤四和步骤七中n的取值不同，若步骤四和步骤七中均为(BA)₂(MA)_n-1Pb_nI_3n+1，则步骤四和步骤七中n的取值不同。