[发明专利]一种基于相变材料或拓扑绝缘材料的多层不对称超材料

权利要求书

1.一种基于相变材料或拓扑绝缘材料的多层不对称超材料，是一种基于相变材料或拓扑绝缘材料的具有可调谐法诺共振现象的多层不对称超材料，其特征在于，该多层不对称超材料由衬底层、下金属层、相变材料层/拓扑绝缘材料层、上金属层、氧化层；谐振单元偏离其自身中心位置，偏离距离在5纳米至1微米，谐振单元的孔径在20纳米至1微米、高度在60纳米至30微米。所述的多层结构通过控制外加电场或温度，改变相变材料或拓扑绝缘材料介电系数，进而实现其法诺共振频率的可调谐性。

2.根据权利要求1所述的多层不对称超材料，其特征在于，所述的谐振单元形状是三角形孔、方形孔、圆形孔、椭圆形孔、矩形孔、十字形孔、六边形孔。

3.根据权利要求1或2所述的多层不对称超材料，其特征在于，相变材料是GeTe、Ge₂Sb₂Te₅、Ge₁Sb₂Te₄、Ge₂Sb₂Te₄、Ge₃Sb₄Te₈、Ge₁₅Sb₈₅或Ag₅In₆Sb₅₉Te₃₀。

4.根据权利要求1或2所述的多层不对称超材料，其特征在于，拓扑绝缘材料是Bi_xSb_1-x、HgTe,Bi₂Te₃、Bi₂Se₃或Sb₂Te₃。

5.根据权利要求3所述的多层不对称超材料，其特征在于，拓扑绝缘材料是Bi_xSb_1-x、HgTe,Bi₂Te₃、Bi₂Se₃或Sb₂Te₃。

6.根据权利要求1、2或5所述的多层不对称超材料，其特征在于，所述上金属层或下金属层的宽度在1微米至2厘米、高度在20纳米至10微米，相变材料层或拓扑绝缘材料层的宽度在1微米至2厘米、高度在20纳米至10微米；氧化层的宽度在1微米至2厘米、高度在1纳米至1微米。

7.根据权利要求3所述的多层不对称超材料，其特征在于，所述上金属层或下金属层的宽度在1微米至2厘米、高度在20纳米至10微米，相变材料层或拓扑绝缘材料层的宽度在1微米至2厘米、高度在20纳米至10微米；氧化层的宽度在1微米至2厘米、高度在1纳米至1微米。

8.根据权利要求4所述的多层不对称超材料，其特征在于，所述上金属层或下金属层的宽度在1微米至2厘米、高度在20纳米至10微米，相变材料层或拓扑绝缘材料层的宽度在1微米至2厘米、高度在20纳米至10微米；氧化层的宽度在1微米至2厘米、高度在1纳米至1微米。

9.根据权利要求6所述的多层不对称超材料，其特征在于，

所述的金属层是Al层、Ag层、Au层、Cu层或Ni层；

所述的氧化层是In₂O₃、SnO₂或ITO；

所述的衬底层是BK7光学玻璃，SiO₂、Si₃N₄或Al₂O₃；

所述的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、分子束外延技术；

所述的谐振单元阵列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、反应离子束刻蚀。

10.根据权利要求7或8所述的多层不对称超材料，其特征在于，

所述的金属层是Al层、Ag层、Au层、Cu层或Ni层；

所述的氧化层是In₂O₃、SnO₂或ITO；

所述的衬底层是BK7光学玻璃，SiO₂、Si₃N₄或Al₂O₃；

所述的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、分子束外延技术；

所述的谐振单元阵列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、反应离子束刻蚀。