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原文传递一种基于PIT效应的石墨烯折射率传感器

专利名称：	一种基于PIT效应的石墨烯折射率传感器
摘要：	本发明提供了一种基于PIT效应的石墨烯折射率传感器，包括硅衬底以及设置于硅衬底上的蓝宝石层，蓝宝石层表面上设置有可容纳待测样品的样品区，样品区内设置有石墨烯纳米条波导、可与石墨烯纳米条波导直接耦合的第一石墨烯谐振腔以及可通过第一石墨烯谐振腔与石墨烯纳米条波导间接耦合的第二石墨烯谐振腔。基于本发明的石墨烯折射率传感器尺寸小、灵敏度高、检测范围宽，在生物大分子及化学物质的探测中具有很好的应用前景。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	湖北工程学院
发明人：	王波云;余华清;熊良斌;曾庆栋;杜君;吕昊
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910639523.3
公开号：	CN110376162A
代理机构：	北京轻创知识产权代理有限公司
代理人：	蒋杰
分类号：	G01N21/41(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	432000 湖北省孝感市交通大道272号
主权项：	1.一种基于PIT效应的石墨烯折射率传感器，其特征在于，包括硅衬底(1)以及设置于所述硅衬底(1)上的蓝宝石层(2)，所述蓝宝石层(2)表面上设置有可容纳待测样品的样品区(6)，所述样品区(6)内设置有石墨烯纳米条波导(3)、可与所述石墨烯纳米条波导(3)直接耦合的第一石墨烯谐振腔(4)以及可通过所述第一石墨烯谐振腔(4)与所述石墨烯纳米条波导(3)间接耦合的第二石墨烯谐振腔(5)。 2.根据权利要求1所述的基于PIT效应的石墨烯折射率传感器，其特征在于，所述石墨烯纳米条波导(3)、所述第一石墨烯谐振腔(4)以及所述第二石墨烯谐振腔(5)均采用单层石墨烯。 3.根据权利要求1所述的基于PIT效应的石墨烯折射率传感器，其特征在于，所述第一石墨烯谐振腔(4)以及所述第二石墨烯谐振腔(5)均为矩形结构。 4.根据权利要求3所述的基于PIT效应的石墨烯折射率传感器，其特征在于，所述石墨烯纳米条波导(3)、所述第一石墨烯谐振腔(4)与所述第二石墨烯谐振腔(5)依次平行设置于所述样品区(6)内，所述第一石墨烯谐振腔(4)与石墨烯纳米条波导(3)相邻边的距离为8-12nm，所述第一石墨烯谐振腔(4)和所述第二石墨烯谐振腔(5)相邻边的距离为16-24nm，所述第一石墨烯谐振腔(4)和所述第二石墨烯谐振腔(5)的长度均为100-180nm，所述第一石墨烯谐振腔(4)与所述石墨烯纳米条波导(3)的耦合长度为100-180nm，所述第一石墨烯谐振腔(4)和所述第二石墨烯谐振腔(5)的耦合长度为100-180nm。 5.根据权利要求4所述的基于PIT效应的石墨烯折射率传感器，其特征在于，所述第一石墨烯谐振腔(4)与石墨烯纳米条波导(3)相邻边的距离为10nm，所述第一石墨烯谐振腔(4)和所述第二石墨烯谐振腔(5)相邻边的距离为20nm，所述第一石墨烯谐振腔(4)和所述第二石墨烯谐振腔(5)的长度均为140nm，所述第一石墨烯谐振腔(4)与所述石墨烯纳米条波导(3)的耦合长度为140nm，所述第一石墨烯谐振腔(4)和所述第二石墨烯谐振腔(5)的耦合长度为140nm。 6.根据权利要求3所述的基于PIT效应的石墨烯折射率传感器，其特征在于，所述石墨烯纳米条波导(3)的宽度为6-14nm，所述第一石墨烯谐振腔(4)和所述第二石墨烯谐振腔(5)的宽度均为8-12nm。 7.根据权利要求1-6任一所述的基于PIT效应的石墨烯折射率传感器，其特征在于，所述硅衬底的厚度为250-350nm，所述蓝宝石层的厚度为280-320nm。 8.一种基于PIT效应的石墨烯折射率传感器阵列，其特征在于，包括若干如权利要求1-7任一所述的基于PIT效应的石墨烯折射率传感器。
所属类别：	发明专利