CN208298983U - 一种石墨烯可调低通滤波器 - Google Patents

一种石墨烯可调低通滤波器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种石墨烯可调低通滤波器。它包括基底层、多晶硅组、介质层、石墨烯条；基底层的上层设有多晶硅组，多晶硅组是由七个几何形状大小完全相同的长方形多晶硅依次等间距排列而成，多晶硅组的上层是介质层，石墨烯条位于介质层的上表面几何中心处。通过加偏置电压调节石墨烯层的费米能级，实现太赫兹波的调谐，本实用新型具有滤波性能好，插入损耗低，结构新颖，便于集成等优点。

Description

一种石墨烯可调低通滤波器
技术领域
本实用新型涉及滤波器，尤其涉及一种石墨烯可调低通滤波器。
背景技术
当前，无线通信技术高速发展，业务范围不断扩大，人们对无线产品的需求迅速增长，滤波器在这些产品电路中就扮演着重要的角色，并随着通信技术的发展而取得不断进展。新的通信系统要求发展一种能在特定的频带内提取和检出信号的新技术，而这种新技术的发展进一步加速了滤波器技术的研究和发展。
由于在通迅、雷达、微波等部门，多频率工作越来越普遍，对分隔频率的要求也相应地提高，所以需用大量的滤波器。石墨烯可调低通滤波器作为滤波器的一种，可以有效抑制带外信号的干扰，保障带内信号的有效传输，所以在移动通信中有着广泛的应用。针对以上要求，本新型设计了一种石墨烯可调滤波器，通过加偏置电压调节石墨烯层的费米能级，实现太赫兹波的调谐，其有滤波性能好，插入损耗低，结构简单，尺寸小，制作方便，便于集成等优点。
发明内容
本实用新型提供一种石墨烯可调低通滤波器，技术方案如下：
石墨烯可调低通滤波器包括基底层、多晶硅组、介质层、石墨烯条；基底层的上层设有多晶硅组，多晶硅组是由七个几何形状大小完全相同的长方形多晶硅依次等间距排列而成，多晶硅组的上层是介质层，石墨烯条位于介质层的上表面几何中心处。
基于上述方案，可进一步采用如下优选方式：
所述的基底层材料为二氧化硅，基底的长度为310μm～315μm，宽度为150μm～155μm，厚度为90μm～92μm。所述的多晶硅组由七个几何形状大小完全相同的长方形多晶硅依次等间距排列而成，每个长方形多晶硅长度均为150μm～155μm，宽度均为40μm～41μm，厚度均为5μm～8μm，相邻两个长方形多晶硅之间间距为5μm。所述的介质层材料为二氧化硅，介质层的长度为310μm～315μm，宽度为150μm～155μm，厚度为50μm～55μm。所述的石墨烯条长度为310μm～315μm，宽度为40μm～41μm，厚度为0.34nm～0.35nm。
本实用新型具有滤波性能好，插入损耗低，结构简单，尺寸小，制作方便，便于集成等优点。
附图说明
图1是石墨烯可调低通滤波器的三维结构图；
图2是石墨烯可调低通滤波器的性能曲线图。
具体实施方式
如图1所示，石墨烯可调低通滤波器包括基底层1、多晶硅组2、介质层3、石墨烯条4，基底层1的上层为多晶硅组2，多晶硅组2是由七个几何形状大小完全相同的长方形多晶硅依次等间距排列而成，多晶硅组2的上层是介质层3，石墨烯条4位于介质层3的上表面几何中心处。
所述的基底层1材料为二氧化硅，基底1的长度为310μm～315μm，宽度为150μm～155μm，厚度为90μm～92μm。所述的多晶硅组2是由七个几何形状大小完全相同的长方形多晶硅依次等间距排列而成，每个长方形多晶硅长度均为150μm～155μm，宽度均为40μm～41μm，厚度均为5μm～8μm，相邻两个长方形多晶硅之间间距为5μm。所述的介质层3材料为二氧化硅，介质层的长度为310μm～315μm，宽度为150μm～155μm，厚度为50μm～55μm。所述的石墨烯条4长度为310μm～315μm，宽度为40μm～41μm，厚度为0.34nm～0.35nm。
实施例1
石墨烯可调低通滤波器：
选择介电常数为1.8的二氧化硅制作基底层，厚度为90μm。基底层的长度为310μm，宽度为150μm。每个长方形多晶硅长度均为150μm，宽度均为40μm，厚度为5μm，相邻两个多晶硅相距5μm。介质层的长度为310μm，宽度为150μm，厚度为55μm。石墨烯条的长度为310μm，宽度为40μm，厚度为0.35nm。石墨烯可调低通滤波器的各项性能指标采用COMSOLMultiphysics软件进行测试，所得滤波器的性能曲线如附图2所示。由图中S21曲线可见，改变石墨烯的费米能级时，截止频率点出现蓝移现象，太赫兹波能通过的带宽变得更宽，但是无论改变石墨烯的费米能级与否，都只有相应的低频太赫兹波能通过。而且，在这些通带带宽范围内插入损耗小，回波损耗大，这说明滤波器具有优良的带通滤波性能。

Claims (5)

1.一种石墨烯可调低通滤波器，其特征在于包括基底(1)、多晶硅组(2)、介质层(3)、石墨烯条(4)；基底(1)的上层设有一层多晶硅组(2)，在多晶硅组(2)的上方是介质层(3)，石墨烯条(4)位于介质层(3)上表面的几何中心处，通过加偏置电压调节石墨烯层的费米能级，实现太赫兹波的调谐。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯可调低通滤波器，其特征在于所述的基底(1)材料为二氧化硅，基底(1)的长度为310μm～315μm，宽度为150μm～155μm，厚度为90μm～92μm。
3.如权利要求1所述的一种石墨烯可调低通滤波器，其特征在于所述的多晶硅组(2)由七个几何形状大小完全相同的长方形多晶硅依次等间距排列而成，每个长方形多晶硅长度均为150μm～155μm，宽度均为40μm～41μm，厚度均为5μm～8μm，相邻两个长方形多晶硅之间间距为5μm。
4.如权利要求1所述的一种石墨烯可调低通滤波器，其特征在于所述的介质层(3)材料为二氧化硅，介质层(3)的长度为310μm～315μm，宽度为150μm～155μm，厚度为50μm～55μm。
5.如权利要求1所述的一种石墨烯可调低通滤波器，其特征在于所述的石墨烯条(4)长度为310μm～315μm，宽度为40μm～41μm，厚度为0.34nm～0.35nm。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111669146A (zh) * 2020-05-06 2020-09-15 河源市众拓光电科技有限公司 一种背硅刻蚀型剪切波滤波器及其制备方法
CN113267913A (zh) * 2021-05-29 2021-08-17 枣庄学院 一种超材料调制器
CN115020948A (zh) * 2022-05-14 2022-09-06 河南工业大学 基于石墨烯的宽带可调谐太赫兹带阻滤波器

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