本申請(qǐng)涉及懸臂梁調(diào)控超表面，尤其涉及一種基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、目前，在mems可調(diào)控超表面主流方案中，包括利用驅(qū)動(dòng)薄膜產(chǎn)生形變，或通過(guò)靜電驅(qū)動(dòng)懸臂梁等方式改變結(jié)構(gòu)的高度位置，以此實(shí)現(xiàn)太赫茲波調(diào)控。其中，懸臂梁因其高靈敏度、工藝與標(biāo)準(zhǔn)集成電路相似且易于集成等特點(diǎn)被廣泛研究和應(yīng)用。
2、現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一種采用硅作懸臂梁驅(qū)動(dòng)電極的u形太赫茲超表面，實(shí)現(xiàn)了te和tm波入射下在0.51thz和0.55thz處實(shí)現(xiàn)諧振，但是由于采用折射率較高的硅作驅(qū)動(dòng)電極，會(huì)導(dǎo)致較低的透射率。現(xiàn)有技術(shù)還公開(kāi)了一種用超表面本身材料金（表面覆蓋0.2微米厚的二氧化硅）作驅(qū)動(dòng)電極的mems懸臂梁可重構(gòu)太赫茲超材料，實(shí)現(xiàn)了在0.48thz下展現(xiàn)出16.5db的對(duì)比度切換性能，但是為了避免電路短路，表面覆蓋的二氧化硅導(dǎo)致了較窄的可調(diào)諧范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)的目的在于：提供一種高透射率和高調(diào)諧范圍的基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極及其制備方法。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例的一方面提出了一種基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極，所述mems超表面由上至下包括超表面單元和二氧化硅襯底，所述超表面單元由金構(gòu)成，所述二氧化硅襯底的中間嵌有基于光柵結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電極，所述驅(qū)動(dòng)電極的一端設(shè)置有電接觸區(qū)。
3、在一些實(shí)施例中，所述超表面單元包括多個(gè)行陣列超表面，所述驅(qū)動(dòng)電極的位置與各所述行陣列超表面的中部相對(duì)應(yīng)，所述超表面單元與所述驅(qū)動(dòng)電極相互獨(dú)立且不直接接觸。
4、在一些實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)電極由上至下包括鈦薄膜、金電極以及鈦薄膜。
5、在一些實(shí)施例中，所述鈦薄膜的厚度為5nm，所述金電極的厚度為180nm至500nm中的任意數(shù)值。
6、在一些實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)電極的線寬為4μm。
7、在一些實(shí)施例中，所述二氧化硅襯底的厚度為500nm。
8、在一些實(shí)施例中，所述超表面單元的厚度為200nm、線寬為3μm，各所述行陣列超表面中部的裂隙寬度為8μm，各所述行陣列超表面的上下條間距為51μm，相鄰的兩個(gè)所述行陣列超表面的間距為3μm。
9、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例的另一方面提出了一種基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極的制備方法，包括以下步驟：
10、準(zhǔn)備二氧化硅襯底；
11、在所述二氧化硅襯底上淀積驅(qū)動(dòng)電極薄膜，進(jìn)而對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電極薄膜進(jìn)行圖案化，制得基于光柵結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電極；
12、在基于光柵結(jié)構(gòu)的所述驅(qū)動(dòng)電極上再次淀積二氧化硅襯底，進(jìn)而在所述二氧化硅襯底上淀積一層超表面薄膜，對(duì)所述超表面薄膜進(jìn)行圖案化，制得超表面單元。
13、在一些實(shí)施例中，所述在在所述二氧化硅襯底上淀積驅(qū)動(dòng)電極薄膜，進(jìn)而對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電極薄膜進(jìn)行圖案化，制得基于光柵結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電極，具體包括：
14、在所述二氧化硅襯底上，通過(guò)磁控濺射淀積鈦薄膜-金電極-鈦薄膜，制得所述驅(qū)動(dòng)電極薄膜；
15、通過(guò)硬接觸方式對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電極薄膜進(jìn)行光刻，進(jìn)而通過(guò)干法或濕法的方式對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電極薄膜進(jìn)行刻蝕，制得基于光柵結(jié)構(gòu)的所述驅(qū)動(dòng)電極。
16、在一些實(shí)施例中，所述在所述二氧化硅襯底上，通過(guò)磁控濺射淀積鈦薄膜-金電極-鈦薄膜，制得所述驅(qū)動(dòng)電極薄膜，具體包括：
17、獲取鈦靶材和金靶材；
18、將所述二氧化硅襯底接為正電位，將所述鈦靶材接為負(fù)電位；
19、將腔室抽至低于2×103pa的高真空環(huán)境，進(jìn)而在所述腔室內(nèi)通入0.5pa的氬氣；
20、施加300w直流濺射源，在所述二氧化硅襯底上淀積一層鈦薄膜；
21、將所述鈦靶材更換為所述金靶材，重復(fù)磁控濺射過(guò)程，在所述鈦薄膜上淀積一層金電極；
22、將所述金靶材更換為所述鈦靶材，重復(fù)磁控濺射過(guò)程，在所述金電極上淀積一層鈦薄膜，制得所述驅(qū)動(dòng)電極薄膜。
23、本申請(qǐng)的有益效果是：本申請(qǐng)的基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極及其制備方法，mems超表面由上至下包括超表面單元和二氧化硅襯底，超表面單元由金構(gòu)成，二氧化硅襯底的中間嵌有基于光柵結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電極，驅(qū)動(dòng)電極的一端設(shè)置有電接觸區(qū)。本申請(qǐng)采用光柵結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電極為mems超表面提供靜電驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)光柵周期遠(yuǎn)小于工作波段的光波長(zhǎng)時(shí)，入射光不會(huì)被光柵分解為多階衍射光，使得入射光沿原傳播方向透射，帶來(lái)了高透射率和高調(diào)諧范圍的優(yōu)點(diǎn)。
1.一種基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極，所述mems超表面由上至下包括超表面單元和二氧化硅襯底，所述超表面單元由金構(gòu)成，其特征在于，所述二氧化硅襯底的中間嵌有基于光柵結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電極，所述驅(qū)動(dòng)電極的一端設(shè)置有電接觸區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極，其特征在于，所述超表面單元包括多個(gè)行陣列超表面，所述驅(qū)動(dòng)電極的位置與各所述行陣列超表面的中部相對(duì)應(yīng)，所述超表面單元與所述驅(qū)動(dòng)電極相互獨(dú)立且不直接接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電極由上至下包括鈦薄膜、金電極以及鈦薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極，其特征在于，所述鈦薄膜的厚度為5nm，所述金電極的厚度為180nm至500nm中的任意數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電極的線寬為4μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極，其特征在于，所述二氧化硅襯底的厚度為500nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極，其特征在于，所述超表面單元的厚度為200nm、線寬為3μm，各所述行陣列超表面中部的裂隙寬度為8μm，各所述行陣列超表面的上下條間距為51μm，相鄰的兩個(gè)所述行陣列超表面的間距為3μm。
8.一種基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極的制備方法，用于制備如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的基于光柵結(jié)構(gòu)為mems超表面提供驅(qū)動(dòng)的電極，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述在所述二氧化硅襯底上淀積驅(qū)動(dòng)電極薄膜，進(jìn)而對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電極薄膜進(jìn)行圖案化，制得基于光柵結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電極，具體包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述在所述二氧化硅襯底上，通過(guò)磁控濺射淀積鈦薄膜-金電極-鈦薄膜，制得所述驅(qū)動(dòng)電極薄膜，具體包括：