基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器。它包括矩形二硫化钼薄膜、具有S形开槽的二氧化硅层、具有S形凸起的基底、信号输入端、信号输出端；具有S形凸起的基底的上侧为二氧化硅层，具有S形开槽的二氧化硅层的上层铺有矩形二硫化钼薄膜；通过调节施加在矩形二硫化钼薄膜与基底层之间的偏置直流电源电压，调节矩形二硫化钼薄膜的有效介电常数，实现太太赫兹波衰减器的可调性能。本实用新型具有结构简单紧凑，尺寸小，消光比大，设计原理简单等优点。
【专利说明】
基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器
技术领域
[0001]本实用新型涉及太赫兹波衰减器，尤其涉及一种基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器。
【背景技术】
[0002]太赫兹技术是二十世纪80年代末发展起来的一种新技术。太赫兹波独特的频率范围(位于微波频段和光频段之间)覆盖了多数大分子物质的分子振动和转动光谱，因此多数大分子物质在太赫兹频段无论其吸收谱、反射谱还是发射谱都具有明显的指纹谱特性，这一点是微波所不具备的。太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质，如:瞬态性、宽带性、相干性、低能性等，这些特点决定了太赫兹技术在很多基础研究领域、工业应用领域、医学领域、通信领域以及生物领域中有相当重要的应用前景。因此太赫兹技术以及太赫兹器件的研究逐渐成为世界范围内广泛研究的热点。
[0003]太赫兹系统主要由辐射源、探测器件和各种功能器件组成。可调太赫兹波衰减器是一种将不同波长的输入太赫兹波的输出功率衰减进行调节的器件，在实际应用中，可调太赫兹波衰减器是太赫兹通信系统中必不可少的器件之一，因此有必要设计一种结构简单紧凑，尺寸小，设计原理简单且性能优良的可调太赫兹波衰减器来满足未来太赫兹波通信技术应用的需要。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供一种基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器，技术方案如下:
[0005]基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器包括二硫化钼薄膜、二氧化硅层、基底层、信号输入端、信号输出端;基底层的上层为二氧化硅层，二氧化硅层的上层铺有二硫化钼薄膜，二硫化钼薄膜的右下侧设有信号输入端，二硫化钼薄膜的左上侧设有信号输出端，基底层上设有S形凸起，信号输入端位于基底层的S形凸起下端的正上方，信号输出端位于基底层的S形凸起上端的正上方，基底层的S形凸起的形状由上纵向矩形、左四分之一圆环、横向矩形、右四分之一圆环、下纵向矩形从上到下、从左到右顺次连接而成，二氧化硅层上设有S形开槽，其开槽的形状与基底层的S形凸起互补，二氧化硅层与基底层可无缝拼接为一个长方体;太赫兹信号从信号输入端输入，从信号输出端输出，二硫化钼薄膜与基底层之间设有一个偏置直流电压源，二硫化钼薄膜的介电常数可随着外加电压的改变而改变，由于基底层凸起的存在，S形凸起正上方的二硫化钼薄膜与基底层的间距比二硫化钼薄膜的其他区域小，导致此区域与二硫化钼薄膜中其他区域所加的电压不一致，形成一个电导率不同的区域，由此可以实现太赫兹波的传输，并且通过改变加偏置直流电压源电压来实现调节太赫兹波的衰减特性。
[0006]所述的二硫化钼薄膜的长度为29?31μπι，宽度为23?25μπι。所述的二氧化硅层的长度为29?31μπι，宽度为23?25μπι，厚度为2?4μπι。所述的基底层上S行凸起的上纵向矩形与下纵向矩形的大小形状相同，长度均为6?8μ??，宽度均为I?3μ??;左四分之一圆环与右四分之一圆环的大小形状相同，外径均为5?7μηι，内径均为3?5μηι;横向矩形的长度为3?5μm，宽度为I?3μπι所述的基底层为P型硅材料，基底层上凸起的厚度为I?3μπι，基底层除凸起以外长方体的长度为29?31μπι，宽度为23?25μπι，厚度为2?4μπι。
【附图说明】
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[0007]图1是基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器的三维结构示意图；
[0008]图2是基底层的俯视图；
[0009]图3是二硫化钼薄膜层的俯视图；
[0010]图4是实施例1中基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器在4.2ΤΗζ频率点传输衰减较小时的表面电场强度分布图；
[0011]图5是实施例1中基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器在4.2ΤΗζ频率点传输衰减较大时的表面电场强度分布图；
[0012]图6是实施例1中基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器在4.2ΤΗζ频率点传输衰减很大时的表面电场强度分布图。
【具体实施方式】
[0013]如图1?2所示，基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器包括二硫化钼薄膜1、二氧化硅层2、基底层3、信号输入端4、信号输出端5;基底层3的上层为二氧化硅层2，二氧化硅层2的上层铺有二硫化钼薄膜I，二硫化钼薄膜I的右下侧设有信号输入端4，二硫化钼薄膜I的左上侧设有信号输出端5，基底层3上设有S形凸起，信号输入端4位于基底层3的S形凸起下端的正上方(本发明中，正上方是指在如图1的三维视角中，垂直于基底层方向上的正上方)，信号输出端5位于基底层3的S形凸起上端的正上方，基底层3的S形凸起的形状由上纵向矩形6、左四分之一圆环7、横向矩形8、右四分之一圆环9、下纵向矩形10从上到下、从左到右顺次连接而成，二氧化硅层2上设有S形开槽，其开槽的形状与基底层3的S形凸起互补，二氧化硅层2与基底层3可无缝拼接为一个长方体;太赫兹信号从信号输入端4输入，从信号输出端5输出，二硫化钼薄膜I与基底层3之间设有一个偏置直流电压源，二硫化钼薄膜I的介电常数可随着外加电压的改变而改变，由于基底层3凸起的存在，S形凸起正上方的二硫化钼薄膜I与基底层3的间距比二硫化钼薄膜的其他区域小，导致此区域与二硫化钼薄膜中其他区域所加的电压不一致，形成一个介电常数不同的区域，由此可以实现太赫兹波的传输，并且通过改变加偏置直流电压源电压来实现调节太赫兹波的衰减特性。
[0014]所述的二硫化钼薄膜I的长度为29?31μπι，宽度为23?25μπι。所述的二氧化硅层2的长度为29?31μπι，宽度为23?25μπι，厚度为2?4μπι。所述的基底层3上S行凸起的上纵向矩形6与下纵向矩形10的大小形状相同，长度均为6?8μηι，宽度均为I?3μηι;左四分之一圆环7与右四分之一圆环9的大小形状相同，外径均为5?7μηι，内径均为3?5μηι;横向矩形8的长度为3?5μπι，宽度为I?3μπι所述的基底层3为P型硅材料，基底层3上凸起的厚度为I?3μπι，基底层3除凸起以外长方体的长度为29?31μπι，宽度为23?25μπι，厚度为2?4μπι。
[0015]实施例1
[0016]基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器:
[0017]如图1?3所示，基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器包括二硫化钼薄膜1、二氧化硅层2、基底层3、信号输入端4、信号输出端5;基底层3的上层为二氧化硅层2，二氧化硅层2的上层铺有二硫化钼薄膜I，二硫化钼薄膜I的右下侧设有信号输入端4，二硫化钼薄膜I的左上侧设有信号输出端5，基底层3上设有S形凸起，信号输入端4位于基底层3的S形凸起下端的正上方(这里的正上方是指在如图1的三维视角中，垂直于基底层方向上的正上方)，信号输出端5位于基底层3的S形凸起上端的正上方(这里的正上方是指在如图1的三维视角中，垂直于基底层方向上的正上方)，基底层3的S形凸起的形状由上纵向矩形6、左四分之一圆环7、横向矩形8、右四分之一圆环9、下纵向矩形10从上到下、从左到右顺次连接而成，二氧化硅层2上设有S形开槽，其开槽的形状与基底层3的S形凸起互补，二氧化硅层2与基底层3可无缝拼接为一个长方体;太赫兹信号从信号输入端4输入，从信号输出端5输出，二硫化钼薄膜I与基底层3之间设有一个偏置直流电压源，二硫化钼薄膜I的介电常数可随着外加电压的改变而改变，由于基底层3凸起的存在，S形凸起正上方(这里的正上方是指在如图1的三维视角中，垂直于基底层方向上的正上方)的二硫化钼薄膜I与基底层3的间距比二硫化钼薄膜的其他区域小，导致此区域与二硫化钼薄膜中其他区域所加的电压不一致，形成一个介电常数不同的区域，由此可以实现太赫兹波的传输，并且通过改变加偏置直流电压源电压来实现调节太赫兹波的衰减特性。
[0018]二硫化钼薄膜的长度为30μηι，宽度为24μηι。二氧化娃层的长度为30μηι，宽度为24μm，厚度为3μπι。基底上S行凸起的上纵向矩形与下纵向矩形的大小形状相同，长度均为7μπι，宽度均为2μπι;左四分之一圆环与右四分之一圆环的大小形状相同，外径均为6μπι，内径均为4μπι;横向矩形的长度为4μπι，宽度为2μπι基底上凸起的厚度为2μπι，基底除凸起以外长方体的长度为30μηι，宽度为24μηι，厚度为3μηι。基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器的各项性能指标采用COMSOL Multiphysics软件进行测试，通过调节偏置电压，所得开关在4.2ΤΗζ频率点的在传输衰减较小、传输衰减较大、传输衰减很大时的表面电场强度分别如附图3、图4和图5所示，经计算可得，消光比分别为1.276(^、5.758(^、39.424(^。由此可得，通过改变加偏置直流电压源可以实现调节太赫兹波的衰减特性。
【主权项】
1.一种基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器，其特征在于包括二硫化钼薄膜(1)、二氧化硅层(2)、基底层(3)、信号输入端(4)、信号输出端(5);基底层(3)的上层为二氧化硅层(2)，二氧化硅层(2)的上层铺有二硫化钼薄膜(I)，二硫化钼薄膜(I)的右下侧设有信号输入端(4)，二硫化钼薄膜(I)的左上侧设有信号输出端(5)，基底层(3)上设有S形凸起，信号输入端(4)位于基底层(3)的S形凸起下端的正上方，信号输出端(5)位于基底层(3)的S形凸起上端的正上方，基底层(3)的S形凸起的形状由上纵向矩形(6)、左四分之一圆环(7)、横向矩形(8)、右四分之一圆环(9)、下纵向矩形(10)从上到下、从左到右顺次连接而成，二氧化硅层(2)上设有S形开槽，其开槽的形状与基底层(3)的S形凸起互补，二氧化硅层(2)与基底层(3)可无缝拼接为一个长方体;太赫兹信号从信号输入端(4)输入，从信号输出端(5)输出。2.根据权利要求1所述的一种基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器，其特征在于所述的二硫化钼薄膜(I)的长度为29?31μηι，宽度为23?25μηι。3.根据权利要求1所述的一种基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器，其特征在于所述的二氧化硅层(2)的长度为29?31μηι，宽度为23?25μηι，厚度为2?4μηι。4.根据权利要求1所述的一种基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器，其特征在于所述的基底层(3)上S行凸起的上纵向矩形(6)与下纵向矩形(10)的大小形状相同，长度均为6?8μηι，宽度均为I?3μηι;左四分之一圆环(7)与右四分之一圆环(9)的大小形状相同，外径均为5?7μηι，内径均为3?5μηι;横向矩形⑶的长度为3?5μηι，宽度为I?3μηι。5.根据权利要求1所述的一种基于二硫化钼薄膜结构可调太赫兹波衰减器，其特征在于所述的基底层(3)为P型硅材料，基底层(3)上凸起的厚度为I?3μπι，基底层(3)除凸起以外长方体的长度为29?31μπι，宽度为23?25μπι，厚度为2?4μπι。
【文档编号】G02F1/01GK205691892SQ201620682283
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月22日 公开号201620682283.7, CN 201620682283, CN 205691892 U, CN 205691892U, CN-U-205691892, CN201620682283, CN201620682283.7, CN205691892 U, CN205691892U
【发明人】史叶欣
【申请人】中国计量大学