[发明专利]基于拓扑和石墨烯材料的具有可调谐负折射率的人工电磁超材料

权利要求书

1.一种基于拓扑和石墨烯材料的具有可调谐负折射率的人工电磁超材料，其特征在于，该人工电磁超材料是多层结构，衬底材料上生长金属层、拓扑材料层或者石墨烯材料层、金属层、氧化层，多层结构上刻蚀周期性谐振单元阵列。

2.一种基于拓扑和石墨烯材料的具有可调谐负折射率的人工电磁超材料，其特征在于，该人工电磁超材料是多层结构，衬底材料上生长金属层、介质层、金属层，多层结构上刻蚀周期性谐振单元阵列。最后在周期性谐振单元阵列上镀拓扑材料层或者石墨烯材料层。

3.根据权利要求1或2所述的人工电磁超材料，其特征在于，所述的周期性谐振单元阵列是圆形、矩形、椭圆形、三角形、弧形、十字形、六边形、不对称开环、螺旋结构或共轭卍字形； 

4.根据权利要求1或2所述的人工电磁超材料，其特征在于，所述的金属层是Al层、Ag层、Au层、Cu层、Ni层或Pt层。

5.根据权利要求1或2所述的人工电磁超材料，其特征在于，介质层是Al₂O₃层、Si₃N₄层、MgF₂层或SiO₂层。

6.根据权利要求1或2所述的人工电磁超材料，其特征在于，拓扑材料层是Bi_xSb_1-x层、HgTe 层、Bi₂Te₃ 层、Bi₂Se₃ 层或Sb₂Te₃ 层。

7.根据权利要求1或2所述的人工电磁超材料，其特征在于，石墨烯层是单层碳原子层，由石墨烯层和M层碳原子层构成，其中1<M<100。

8.根据权利要求1或2所述的人工电磁超材料，其特征在于，氧化层是In₂O₃层、SnO₂ 层或ITO层。

9.根据权利要求1或2所述的人工电磁超材料，其特征在于，衬底层是BK7光学玻璃层、SiO₂层、Si₃N₄层或Al₂O₃层。

10.根据权利要求1或2所述的人工电磁超材料，其特征在于，多层结构通过材料生长工艺实现，包括电子束蒸发、金属有机化合物化学气相沉淀、气相外延生长、范德华外延法、取向附生法-晶膜生长、分子束外延技术；周期性谐振单元阵列是通过干法或者湿法刻蚀工艺实现，包括电子束曝光、聚焦离子束曝光和反应离子束刻蚀。