[发明专利]一种双带可灵活选择性调控的石墨烯-金属槽超材料太赫兹慢光器件

权利要求书

1.一种双带可灵活选择性调控的石墨烯-金属槽超材料太赫兹慢光器件，其特征在于它包括太赫兹慢光器件功能结构、二氧化硅绝缘层（2）、硅衬底（1）以及栅电极结构；

所述太赫兹慢光器件功能结构由周期性排列的超材料结构单元组成，所述超材料结构单元由图形化金属槽结构（4）和图形化两石墨烯带结构（3）组成，图形化两石墨烯带结构（3）上设置图形化金属槽结构（4）；所述栅电极结构由第一金属电极Pad1（5）和第二金属电极Pad2（6）组成，所述的硅衬底（1）上设置有二氧化硅绝缘层（2），二氧化硅绝缘层（2）上设置有图形化两石墨烯带结构（3），所述图形化两石墨烯带结构（3）是周期性排列；第一金属电极Pad1（5）和第二金属电极Pad2（6）分别设置在所述太赫兹慢光器件上端面的两侧，周期性排列的图形化两石墨烯带结构（3）分别与第一金属电极Pad1（5）和第二金属电极Pad2（6）连接；

沿第一金属电极Pad1（5）至第二金属电极Pad2（6）方向，太赫兹慢光器件中的左侧石墨烯长条是由第一石墨烯带结构（3-1）互连而成，并与第一金属电极Pad1（5）连接形成第一电极；沿第二金属电极Pad2（6）至第一金属电极Pad1（5）方向，太赫兹慢光器件中对应的右侧石墨烯长条是由第二石墨烯带结构（3-2）互连而成，并与第二金属电极Pad2（6）连接形成第二电极；其中连接左侧石墨烯长条的金属线和连接右侧石墨烯长条的金属线不相连，第一电极和第二电极不同；

所述图形化金属槽结构（4）由两对水平设置的金属槽和一个竖直设置的金属槽组成，所述两对水平设置的金属槽设置在竖直设置的金属槽的两侧，两对水平设置的金属槽沿所述超材料结构单元水平方向的中心线对称，且沿所述超材料结构单元垂直方向的中心线不对称；所述竖直设置的金属槽有一条沿槽中心线贯穿超材料结构单元的竖直缝隙；所述图形化两石墨烯带结构（3）的尺寸为长度相同和宽度不同，分别垂直设置在两对水平设置的金属槽下面，垂直设置的图形化两石墨烯带结构（3）沿所述超材料结构单元水平方向的中心线对称，且沿所述超材料结构单元垂直方向的中心线不对称；金属超材料结构相邻单元之间均有一条竖直的缝隙。

2.根据权利要求1所述的一种双带可灵活选择性调控的石墨烯-金属槽超材料太赫兹慢光器件，其特征在于所述硅衬底（1）的材质为低掺杂的高阻硅，所述图形化金属槽结构（4）的材质为Al、Cu或Au，厚度为0.2μm。

3.根据权利要求1所述的一种双带可灵活选择性调控的石墨烯-金属槽超材料太赫兹慢光器件，其特征在于在第一电极Pad1和第二电极Pad2与硅衬底（1）之间加载电压V₁和V₂，加载电压V₁和V₂可静电掺杂调控石墨烯的费米能，通过控制两电极电压大小可灵活调谐两侧石墨烯长条的费米能，调节各元件的耦合强度；通过改变三元件间的耦合强度，可灵活调控太赫兹慢光器件电磁诱导透明窗口的幅度。

4.根据权利要求1所述的一种双带可灵活选择性调控的石墨烯-金属槽超材料太赫兹慢光器件，其特征在于所述超材料结构单元为x方向单元长度P_x为300μm，y方向单元长度P_y为160μm，所述超材料结构单元两侧设置2μm的缝隙，所述超材料结构单元中心设置2μm的缝隙。