[实用新型]基于石墨烯等离激元的磁场增强结构

说明书

本实用新型涉及亚波长光子学技术领域，尤其涉及一种基于石墨烯等离激元的磁场增强结构，包括石墨烯结构以及基底，所述石墨烯结构设置在所述基底上，所述石墨烯结构为微纳结构。用具有微纳结构的掺杂石墨烯来实现磁场增强，相比于传统的金、银等贵金属，石墨烯作为新型材料，环保且来源丰富，有可能实现廉价大规模生产，从而有效降低成本。

技术领域

本实用新型涉及亚波长光子学技术领域，尤其涉及一种基于石墨烯等离激元的磁场增强结构。

背景技术

在外界电磁波的激励下，金属颗粒中的自由电子与光子耦合产生集体震荡并表现出奇异的光学特性，这就是所谓的局域等离激元共振特性。表面等离激元共振能够将光约束在金属颗粒表面几十纳米甚至更小的范围，从而形成很强的局域电磁场。然而金属中的欧姆热效应导致等离激元具有很高的损耗，不利于基于表面等离激元场增强光电子器件的设计。

新型二维材料——石墨烯(graphene)的成功制备为解决这些难题找到了突破口。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化形成的呈六角形晶格排布的单层平面薄膜，其独特的晶体结构赋予石墨烯非凡的电学和光学性能，比如石墨烯具有良好的导电性，可以维持很强的电流密度等，这使得石墨烯成为优秀的等离子体材料。与传统贵金属表面等离激元相比，石墨烯等离激元具有高度主动可调控性、电磁场的极端局域性等优势。基于石墨烯等离激元的局域电场增强效应已经得到了充分的研究，然而，关于磁场增强的相应研究仍然十分的缺乏。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了实现基于中红外表面等离激元的磁场增强效应及其高效调控，提供一种配置简单的石墨烯微纳结构，来解决现有基于等离激元的磁场增强相关研究的不足的问题。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于石墨烯等离激元的磁场增强结构，其特征在于：包括石墨烯结构以及基底，所述石墨烯结构设置在所述基底上，所述石墨烯结构为微纳结构。

优选地，所述石墨烯结构为单层石墨烯。

优选地，所述基底为300nm厚的二氧化硅和硅。

优选地，在石墨烯结构的一侧镀上金属电极，将栅压在金属电极和基底之间。

优选地，所述石墨烯的形状为由两个顶点相交的石墨烯正三角形与石墨烯带连接形成。

本实用新型的有益效果是:1.用具有微纳结构的掺杂石墨烯来实现磁场增强，相比于传统的金、银等贵金属，石墨烯作为新型材料，环保且来源丰富，有可能实现廉价大规模生产，从而有效降低成本。2.利用石墨烯的电场效应，可以实现对石墨烯有效调控。3.本实用新型配置简单，易于加工，为应用于以磁场增强为基础的太阳能电池或磁性传感器等领域提供了理想的亚波长微纳器件。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的实现磁场增强原理图；

图3是本实用新型实施例在特定条件下的光学响应图；

图4是本实用新型实施例中石墨烯特征尺寸对磁场增强的影响图。

具体实施方式