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专利号: 2024219367844
申请人: 湖北工程学院
专利类型:实用新型
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于石墨烯纳米条波导耦合矩形谐振腔的逻辑与门,其特征在于:包含硅衬底(1)、蓝宝石层(2)、石墨烯纳米条波导(3)、石墨烯矩形谐振腔(4),其中:所述蓝宝石层(2)设于所述硅衬底(1)的上方;所述蓝宝石层(2)的上表面设有所述石墨烯纳米条波导(3)、所述石墨烯矩形谐振腔(4);

所述石墨烯纳米条波导(3)包含第一石墨烯纳米条波导(3.1)、第二石墨烯纳米条波导(3.2)、第三石墨烯纳米条波导(3.3);

所述第一石墨烯纳米条波导(3.1)、所述第二石墨烯纳米条波导(3.2)、所述第三石墨烯纳米条波导(3.3)从前向后依次排列;

所述石墨烯矩形谐振腔(4)包含第一石墨烯矩形谐振腔(4.1)、第二石墨烯矩形谐振腔(4.2);

所述第一石墨烯矩形谐振腔(4.1)与所述第二石墨烯矩形谐振腔(4.2)从前向后依次串联设置;

所述石墨烯纳米条波导(3)的化学势固定为0.6eV;当所述第一石墨烯矩形谐振腔(4.1)和所述第二石墨烯矩形谐振腔(4.2)的化学势固定为0.6eV时,本逻辑与门输出的逻辑为“1”;当所述第一石墨烯矩形谐振腔(4.1)和所述第二石墨烯矩形谐振腔(4.2)的化学势固定为0.2eV时,本逻辑与门输出的逻辑为“0”;激发表面等离子体激元的偶极子距离所述石墨烯矩形谐振腔(4)的中心的距离固定为150nm;所述石墨烯矩形谐振腔(4)的中心与探测器之间的间距为150nm。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯纳米条波导耦合矩形谐振腔的逻辑与门,其特征在于:所述硅衬底(1)的厚度为300nm;所述蓝宝石层(2)的厚度为300nm;所述第一石墨烯矩形谐振腔(4.1)的长度为140nm,宽度为10nm;所述第二石墨烯矩形谐振腔(4.2)的长度为

140nm,宽度为10nm;所述第一石墨烯纳米条波导(3.1)的宽度为10nm;所述第二石墨烯纳米条波导(3.2)的宽度为10nm;所述第三石墨烯纳米条波导(3.3)的宽度为10nm。

3.根据权利要求2所述的基于石墨烯纳米条波导耦合矩形谐振腔的逻辑与门,其特征在于:所述石墨烯纳米条波导(3)与所述石墨烯矩形谐振腔(4)之间的耦合距离为10nm。

4.根据权利要求3所述的基于石墨烯纳米条波导耦合矩形谐振腔的逻辑与门,其特征在于:所述第一石墨烯纳米条波导(3.1)与所述第一石墨烯矩形谐振腔(4.1)的耦合长度为

60nm;所述第二石墨烯纳米条波导(3.2)与所述第二石墨烯矩形谐振腔(4.2)的耦合长度为

60nm。

5.根据权利要求4所述的基于石墨烯纳米条波导耦合矩形谐振腔的逻辑与门,其特征在于:所述第一石墨烯纳米条波导(3.1)与所述第二石墨烯纳米条波导(3.2)的间距为

20nm;所述第二石墨烯纳米条波导(3.2)与所述第三石墨烯纳米条波导(3.3)的间距为

20nm;所述第一石墨烯矩形谐振腔(4.1)与所述第二石墨烯矩形谐振腔(4.2)的间距为

80nm。

6.根据权利要求5所述的基于石墨烯纳米条波导耦合矩形谐振腔的逻辑与门,其特征在于:本实用新型采用的石墨烯的弛豫时间为0.5ps;单层所述石墨烯的厚度为0.2nm。

7.根据权利要求6所述的基于石墨烯纳米条波导耦合矩形谐振腔的逻辑与门,其特征在于:所述蓝宝石层(2)的折射率和损耗因子在波长5.37μm处分别为1.60和0.0004。