本申請(qǐng)屬于納米光源，尤其涉及一種基于石墨烯納米卷的偏振納米光源及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技需求的提升，電子芯片在計(jì)算速度和功耗上遭遇瓶頸，光子集成電路(photonic?integrated?circuit，pic)應(yīng)運(yùn)而生，成為高速數(shù)據(jù)通信、低功耗設(shè)備、量子計(jì)算和激光雷達(dá)等領(lǐng)域的優(yōu)選技術(shù)。pic通過減少獨(dú)立光器件數(shù)量和封裝次數(shù)，顯著降低成本、尺寸和功耗，同時(shí)能夠提升性能和可靠性。

2、然而，激光器光源的尺寸成為限制光子集成電路進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵問題。二維材料，尤其是石墨烯等，因其低維性質(zhì)和光電性能，成為解決這一問題的關(guān)鍵。盡管二維材料應(yīng)用前景廣闊，但基于其的納米光源實(shí)現(xiàn)仍具挑戰(zhàn)性，特別是可調(diào)偏振光源的研發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于石墨烯納米卷的偏振納米光源及其制備方法，通過石墨烯納米卷的兩端施加偏置電壓以使得懸空的石墨烯納米卷發(fā)光，并通過偏振片調(diào)控基于石墨烯納米卷的納米光源，從而能夠在高效且精準(zhǔn)地制備基于石墨烯納米卷的偏振納米光源。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提出一種基于石墨烯納米卷的偏振納米光源制備方法，包括以下步驟：

3、將石墨烯納米卷形成在具有電極結(jié)構(gòu)和溝槽結(jié)構(gòu)的襯底上；

4、使得懸空的所述石墨烯納米卷橫跨所述襯底的溝槽結(jié)構(gòu)，并與所述溝槽結(jié)構(gòu)兩側(cè)的電極結(jié)構(gòu)接觸；

5、在與所述石墨烯納米卷接觸的電極結(jié)構(gòu)之間施加偏置電壓，以使得懸空的所述石墨烯納米卷發(fā)光；和

6、在所述石墨烯納米卷的光路上放置偏振片，以制備基于所述石墨烯納米卷的偏振納米光源。

7、進(jìn)一步地，在所述將石墨烯納米卷形成在具有電極結(jié)構(gòu)和溝槽結(jié)構(gòu)的襯底上之前，還包括：

8、通過溶液法在基底上制備石墨烯納米卷(寬度約100nm～1000nm)，選取長(zhǎng)度超過溝道長(zhǎng)度且能觸碰到電極石墨烯納米卷。

9、進(jìn)一步地，所述將石墨烯納米卷形成在具有電極結(jié)構(gòu)和溝槽結(jié)構(gòu)的襯底上，包括：

10、在形成有所述石墨烯納米卷的基底上形成pmma/石墨烯納米卷復(fù)合結(jié)構(gòu)；

11、將所述pmma/石墨烯納米卷復(fù)合結(jié)構(gòu)從所述基底上剝離，并轉(zhuǎn)移至具有所述電極結(jié)構(gòu)和所述溝槽結(jié)構(gòu)的襯底上；和

12、去除pmma層。

13、進(jìn)一步地，在所述將所述pmma/石墨烯納米卷復(fù)合結(jié)構(gòu)從所述基底上剝離，并轉(zhuǎn)移至具有所述電極結(jié)構(gòu)和所述溝槽結(jié)構(gòu)的襯底上之前，還包括：

14、在所述襯底表面刻蝕形成所述溝槽結(jié)構(gòu)；和

15、在所述溝槽結(jié)構(gòu)周圍制備電極結(jié)構(gòu)。

16、進(jìn)一步地，所述偏置電壓小于或等于10伏。

17、進(jìn)一步地，所述襯底的溝槽結(jié)構(gòu)形成的孔洞橫截面形狀為圓形、長(zhǎng)方形或正方形。

18、進(jìn)一步地，所述襯底的溝槽結(jié)構(gòu)形成的孔洞的深度為1至3μm之間，寬度為1至5μm之間，長(zhǎng)度大于或等于4μm；或者所述襯底的溝槽結(jié)構(gòu)形成的孔洞的直徑為1至5μm之間。

19、進(jìn)一步地，所述基底或所述襯底由sio2/si或alo3制成。

20、進(jìn)一步地，所述襯底為尺寸為5×5mm的晶圓級(jí)襯底。

21、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種基于石墨烯納米卷的偏振納米光源，所述基于石墨烯納米卷的偏振納米光源由以上任一項(xiàng)所述的方法制成。

22、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于石墨烯納米卷的偏振納米光源的制備方法中，當(dāng)石墨烯薄層納米卷形成在具有電極結(jié)構(gòu)和溝槽結(jié)構(gòu)的襯底上，并確保石墨烯納米卷橫跨襯底的溝槽結(jié)構(gòu)且石墨烯納米卷與襯底的電極結(jié)構(gòu)充分接觸，通過在與石墨烯納米卷接觸的電極結(jié)構(gòu)之間施加偏置電壓，以使得懸空的石墨烯納米卷發(fā)光，并在石墨烯納米卷的光路上放置偏振片，以制備基于石墨烯納米卷的偏振納米光源，因此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于石墨烯納米卷的偏振納米光源的制備方法，通過石墨烯納米卷的兩端施加偏置電壓以使得懸空的石墨烯納米卷發(fā)光，并通過偏振片調(diào)控基于石墨烯納米卷的納米光源，從而能夠在高效且精準(zhǔn)地制備基于石墨烯納米卷的偏振納米光源。

技術(shù)特征：

1.一種基于石墨烯納米卷的偏振納米光源制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述將石墨烯納米卷形成在具有電極結(jié)構(gòu)和溝槽結(jié)構(gòu)的襯底上之前，還包括：

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述將石墨烯納米卷形成在具有電極結(jié)構(gòu)和溝槽結(jié)構(gòu)的襯底上，包括：

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述將所述pmma/石墨烯納米卷復(fù)合結(jié)構(gòu)從所述基底上剝離，并轉(zhuǎn)移至具有所述電極結(jié)構(gòu)和所述溝槽結(jié)構(gòu)的襯底上之前，還包括：

5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述偏置電壓小于或等于10伏。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述襯底的溝槽結(jié)構(gòu)形成的孔洞橫截面形狀為圓形、三角形或正方形。

7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述襯底的溝槽結(jié)構(gòu)形成的孔洞的深度為1至3μm之間，寬度為1至5μm之間，長(zhǎng)度大于或等于4μm；或者所述襯底的溝槽結(jié)構(gòu)形成的孔洞的直徑為1至5μm之間。

8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基底或所述襯底由sio2/si或alo3制成。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述襯底為尺寸為5×5mm的晶圓級(jí)襯底。

10.一種基于石墨烯納米卷的偏振納米光源，其特征在于，所述基于石墨烯納米卷的偏振納米光源由權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的方法制成。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)實(shí)施例提出一種基于石墨烯納米卷的偏振納米光源制備方法，包括以下步驟：將石墨烯納米卷形成在具有電極結(jié)構(gòu)和溝槽結(jié)構(gòu)的襯底上；使得懸空的所述石墨烯納米卷橫跨所述襯底的溝槽結(jié)構(gòu)，并與所述溝槽結(jié)構(gòu)兩側(cè)的電極結(jié)構(gòu)接觸；在與所述石墨烯納米卷接觸的電極結(jié)構(gòu)之間施加偏置電壓，以使得懸空的所述石墨烯納米卷發(fā)光；和在所述石墨烯納米卷的光路上放置偏振片，以制備基于所述石墨烯納米卷的偏振納米光源。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于石墨烯納米卷的偏振納米光源的制備方法，能夠在高效且精準(zhǔn)地制備基于石墨烯納米卷的偏振納米光源。本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種基于石墨烯納米卷的偏振納米光源。

技術(shù)研發(fā)人員：王業(yè)亮,韓旭,黃元,戴贇贇,郭子浩,楊詩(shī)其,曹雄柏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15