《紫外-可見-近紅外全波段抗反射三維微納結構的構築》是依託吉林大學，由呂男擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：紫外-可見-近紅外全波段抗反射三維微納結構的構築
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：呂男
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在材料表面構築亞波長微結構是降低界面光反射從而提高入射光利用率的一個有效途徑。然而利用通常的二維微結構難以實現全波段（紫外-可見-近紅外）抗反射。本項目擬通過在單晶矽表面製備三維微納結構，實現由紫外至近紅外區域的全波段抗反射。首先基於光刻和納米壓印的方法，利用濕法刻蝕在單晶矽表面製備微米尺度的有序結構；然後通過水熱合成方法在微米有序結構表面生長ZnO納米結構，從而得到三維微納結構；再結合實驗與理論模擬，研究並揭示三維微納結構尺寸、周期等結構特徵與其抗反射波段之間的關係，從而為具有全波段抗反射性能的三維微納結構的設計和製備奠定理論和實驗基礎。
結題摘要
降低材料表面的光反射對於提高光學系統及光電器件的性能具有非常重要的意義。在本項目中，我們利用金屬催化刻蝕方法製備了具有超低反射率的矽柱結構，此結構可將矽表面波長為250-1050 nm範圍內的平均反射率從45%減小到0.1%，並且當入射角從0度增加到70度時，其反射率仍低於1.2%。結合理論模擬，我們研究了矽柱結構參數對反射率的影響，為通過調控結構參數調控結構表面的減反射性能奠定了基礎。在此基礎上，我們結合單晶矽在鹼性溶液中的各向異性刻蝕特性和水熱合成方法構築出ZnO/Si仿生減反射結構，將單晶矽的反射率降至4%以下。由於ZnO和單晶矽在界面處形成了納米異質結，使所構築的結構不僅能夠有效地降低反射，而且能夠促進光生電荷的分離，有助於提高光電轉化效率。因此，這種異質減反射結構可以成為一種好的光電極材料。同時，我們還發展了一種基於納米壓印技術在聚合物表面製備類似蛾子複眼結構的新方法。所製備的微納複合結構的減反射性能優於其相應的二維微米及納米結構，其反射率在波長400-2400 nm範圍內低於5.7%。這種方法為製備複合仿生減反射結構的提供了新的途徑，可能在光電器件領域有著廣泛的套用前景。
