[发明专利]基于结构对称性破缺的高效光吸收装置及制备方法和应用

权利要求书

1.基于结构对称性破缺的高效光吸收装置，其特征在于，包括基底(1)、光栅(2)和吸收材料(3)，光栅(2)包括光栅层和膜层，光栅层位于膜层上，吸收材料(3)位于膜层和基底(1)之间，栅格间的膜层上具有刻槽(4)使光栅(2)对称性破缺；

所述基底(1)是石英基底；

所述吸收材料(3)是石墨烯或二维过渡金属硫化物。

2.根据权利要求1所述的基于结构对称性破缺的高效光吸收装置，其特征在于，所述光栅(2)的材质是高折射率薄膜材料。

3.根据权利要求2所述的基于结构对称性破缺的高效光吸收装置，其特征在于，所述高折射率薄膜材料是硅、砷化镓、二氧化钛、硫化锌或硒化锌。

4.根据权利要求1所述的基于结构对称性破缺的高效光吸收装置，其特征在于，所述光栅(2)是一维、方块、L型、T型、十字架、圆环或圆柱型光栅。

5.根据权利要求1所述的基于结构对称性破缺的高效光吸收装置，其特征在于，所述石墨烯是单层石墨烯。

6.根据权利要求5所述的基于结构对称性破缺的高效光吸收装置，其特征在于，所述装置的制备过程包括：

(1)在石英基底上制备单层石墨烯；

(2)在具有单层石墨烯的石英基底上沉积硅薄膜；

(3)在硅薄膜上制备一定厚度的光刻胶薄膜；

(4)对光刻胶进行曝光，借助掩膜版在光刻胶薄膜上制备微结构图案，经显影、定影和烘烤，再经反应离子束刻蚀制备出具有一定周期和上下层结构的硅光栅；

(5)通过两次刻蚀在硅光栅的下层结构中制作出刻槽。

7.一种提高石墨烯光吸收-角度容差的方法，其特征在于，以权利要求1-6任一所述的装置作为光吸收装置，入射方式采用全锥度入射。

8.权利要求1-6任一所述的装置在光电探测、光热转化、光学传感、荧光光谱、光学滤波或高次谐波激发中的应用。