欢迎来到利索能及~ 联系电话:18621327849
利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2020106808084
申请人: 常州机电职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-10-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种提高折射率传感器件品质因数的结构,其特征在于,包括基底(4)和位于基底(4)表面的若干阵列排列的复合层,所述复合层包括金属层(1)、半导体层(2)和介电层(3),所述金属层(1)、半导体层(2)和介电层(3)从上至下依次排布,其中金属层(1)为周期性的金属纳米颗粒阵列,半导体层(2)为周期性的半导体纳米柱阵列,介电层(3)为周期性的介电纳米柱阵列。

2.根据权利要求1所述的提高折射率传感器件品质因数的结构,其特征在于,所述金属层(1)的金属纳米颗粒阵列、半导体层(2)的半导体纳米柱阵列、介电层(3)的介电纳米柱阵列具有相同的周期和对称性,周期为300-2000nm。

3.根据权利要求1或2所述的提高折射率传感器件品质因数的结构,其特征在于,所述金属层(1)的金属纳米颗粒阵列的材料是金、银、铜、铝中的任意一种,金属纳米颗粒的形状为球状、半球状或圆柱状,所述金属纳米颗粒的直径小于300nm。

4.根据权利要求1或2所述的提高折射率传感器件品质因数的结构,其特征在于,所述半导体层(2)的半导体纳米柱阵列的材料是硅、锗中的任意一种,半导体纳米柱的形状为圆柱状或梯形柱状。

5.根据权利要求1或2所述的提高折射率传感器件品质因数的结构,其特征在于,所述介电层(3)的介电纳米柱阵列的材料是二氧化硅、二氧化钛、氮化硅、氟化镁中的任意一种,介电纳米柱的形状为圆柱状或梯形柱状。

6.根据权利要求1或2所述的提高折射率传感器件品质因数的结构,其特征在于,所述基底(4)的材料是石英、玻璃、硅中的任意一种。

7.一种利用权利要求1-6任一项所述的提高折射率传感器件品质因数的结构的测试方法,其特征在于,具体包括以下步骤:(1)利用FDTD Solutions微纳光学仿真软件构建所述的提高折射率传感器件品质因数的结构中一个周期单元的物理模型,然后在该单元结构的四周边界上设置周期性边界条件,在该单元结构的上下边界上设置完全吸收边界条件,在该物理模型的上表面设置一束垂直入射光源,计算相应物理模型在可见光-近红外波段的透射谱曲线、反射谱曲线;

(2)根据步骤(1)的透射谱,按照从小到大的顺序依次设置不同背景折射率,计算不同背景折射率所对应的不同透射谱曲线;

(3)根据不同透射谱曲线的最小值可以得到对应的波长,将不同折射率与所述的不同透射谱曲线的最小值对应的波长绘制成对应关系点图,并采用线性拟合的方式将对应关系点图拟合成直线图,然后利用波长变化值除以折射率变化值得到灵敏度;

(4)根据透射谱曲线可以得到透射谱带宽,随后将步骤(3)中计算得到的灵敏度除以透射谱带宽,得到所述品质因数。

8.根据权利要求7所述的利用提高折射率传感器件品质因数的结构的测试方法,其特征在于,步骤(2)中不同背景折射率为气体折射率或液体折射率。