周期性金屬-介質(zhì)高效寬譜吸波材料的設(shè)計(jì)與制備.pdf

1、電磁吸波材料在各個(gè)領(lǐng)域都有很廣的應(yīng)用，高效寬譜的吸波材料在太陽(yáng)能捕獲、光子探測(cè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。近些年來(lái)，一維寬譜吸波材料由于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及低成本引起了研究者們的關(guān)注。
　　本論文從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面研究了一維層狀金屬-介質(zhì)吸波材料。理論計(jì)算方面，根據(jù)轉(zhuǎn)移矩陣?yán)碚摾肕ATLAB軟件編寫(xiě)程序，利用程序?qū)饘俳橘|(zhì)交替的層狀吸波結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能的模擬計(jì)算和優(yōu)化;實(shí)驗(yàn)方面，我們利用電子束蒸發(fā)設(shè)備制備了高效寬譜的Ag襯底上Ag納米顆粒與S

2、iO2交替的周期性吸波材料，且其制備方法簡(jiǎn)單，光學(xué)穩(wěn)定性好。具體研究結(jié)論如下:
　　1.相較于其它模擬軟件，根據(jù)傳輸矩陣?yán)碚摾肕ATLAB編寫(xiě)的計(jì)算層狀吸波材料吸收率的程序計(jì)算速度更快，計(jì)算結(jié)果吻合。通過(guò)對(duì)不同材料、不同厚度、不同配比的周期性金屬介質(zhì)交替結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，得出金屬為W，介質(zhì)為MgF2，介質(zhì)在頂層時(shí)的吸收率最優(yōu)，在300nm-2100nm波段范圍內(nèi)，其總吸收率高達(dá)98.1％，且應(yīng)用在熱光伏中時(shí)的品質(zhì)因數(shù)最高。
　　

3、2.利用電子束蒸發(fā)設(shè)備制備了高效、寬譜Ag襯底上Ag納米顆粒與SiO2交替的吸波材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明小周期時(shí)厚Ag納米顆粒層器件的吸收優(yōu)于薄Ag納米顆粒層的器件的吸收，但周期大于3時(shí)，情況則相反。當(dāng)Ag納米顆粒層的名義厚度為5nm時(shí)，所獲得的Ag納米顆粒比較小，所以入射光可以穿透所有的周期層，因此增加周期可以增加吸光單元。理論模擬表明不同層處的Ag納米顆粒雜化激發(fā)出了豐富的局域表面等離子體效應(yīng)，在可見(jiàn)光波段形成了多個(gè)吸收峰，因此拓寬了吸收