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1、減反射結(jié)構(gòu)能夠有效抑制光在結(jié)構(gòu)表面的反射,從而增加光吸收、透射,其在光伏、光顯示、光探測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有的減反射結(jié)構(gòu)往往只能在較窄波段范圍或者特定的入射光角度下發(fā)揮作用。因此亟需尋找一種寬譜廣角的減反射結(jié)構(gòu),而自然界中生物經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的進(jìn)化已產(chǎn)生了許多精巧的減反射微納結(jié)構(gòu),這給新型高效減反射結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了啟迪。
本論文采用基于麥克斯韋電磁學(xué)理論,利用有限時(shí)域差分法研究了黑蚱蟬(Cryptotympana atra
2、ta Fabricius)透明膜翼以及藍(lán)閃蝶(Morpho menelaus)藍(lán)色蝶翅。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出類似“漢諾塔”(Tower of Hanoi)的錐形硅多層膜結(jié)構(gòu),使其兼具紫外-可見(jiàn)-近紅外(300nm-1100nm)減反射性能和較低的角度依賴特性。本論文具體內(nèi)容如下:
1.針對(duì)蟬翼凸起狀結(jié)構(gòu)建立了硅納米錐模型并研究了其反射與其底部直徑 S以及高度 L的關(guān)系,確定 S=150nm、L=500nm為其在300nm-1100
3、nm波段最優(yōu)減反結(jié)構(gòu)參數(shù),該參數(shù)的納米錐結(jié)構(gòu)在研究波段的平均反射低達(dá)1%。將優(yōu)化的納米錐結(jié)構(gòu)與平板硅結(jié)構(gòu)以及硅納米柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較,從反射曲線、電磁場(chǎng)分布、能量吸收密度分布等多個(gè)方面證實(shí)了納米錐結(jié)構(gòu)優(yōu)異的全波段減反射以及陷光性能。
2.仿照藍(lán)閃蝶鱗片脊上的微結(jié)構(gòu)建立了樹枝模型并通過(guò)探究發(fā)現(xiàn)藍(lán)閃蝶反射較低的角度依賴性來(lái)源于多層膜結(jié)構(gòu)。據(jù)此建立了硅多層膜結(jié)構(gòu)模型并引入減反依賴因子σ來(lái)衡量其反射依賴特性,研究發(fā)現(xiàn)膜層厚度L1與膜間厚
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