周期性金屬-介質高效寬譜吸波材料的設計與制備.pdf

1、電磁吸波材料在各個領域都有很廣的應用，高效寬譜的吸波材料在太陽能捕獲、光子探測等領域有廣泛的應用。近些年來，一維寬譜吸波材料由于其簡單的結構以及低成本引起了研究者們的關注。
　　本論文從理論和實驗兩個方面研究了一維層狀金屬-介質吸波材料。理論計算方面，根據(jù)轉移矩陣理論利用MATLAB軟件編寫程序，利用程序對金屬介質交替的層狀吸波結構進行性能的模擬計算和優(yōu)化;實驗方面，我們利用電子束蒸發(fā)設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，且其制備方法簡單，光學穩(wěn)定性好。具體研究結論如下:
　　1.相較于其它模擬軟件，根據(jù)傳輸矩陣理論利用MATLAB編寫的計算層狀吸波材料吸收率的程序計算速度更快，計算結果吻合。通過對不同材料、不同厚度、不同配比的周期性金屬介質交替結構的優(yōu)化，得出金屬為W，介質為MgF2，介質在頂層時的吸收率最優(yōu)，在300nm-2100nm波段范圍內，其總吸收率高達98.1％，且應用在熱光伏中時的品質因數(shù)最高。
　　

3、2.利用電子束蒸發(fā)設備制備了高效、寬譜Ag襯底上Ag納米顆粒與SiO2交替的吸波材料。實驗結果表明小周期時厚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，情況則相反。當Ag納米顆粒層的名義厚度為5nm時，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，在可見光波段形成了多個吸收峰，因此拓寬了吸收