蛾启发的纳米结构取出薄膜的颜色

受蛾子眼睛结构的启发，北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种纳米结构，可以限制两层薄膜相遇界面的反射，抑制自然界常见的“薄膜干涉”现象。这可能会提高薄膜太阳能电池和其他光电器件的效率。

当一个物质的薄膜位于第二种物质的顶部时，发生薄膜干扰。例如，薄膜干扰是导致彩虹光泽的原因，当水桥中有汽油时，我们会看到。

汽油是透明的，但有些光仍然反射了其表面。类似地，通过汽油穿过汽油的一些光被反射了两种物质界面或相遇的水的下面的表面。因为从水中反射的光必须通过汽油，所以光路比反射汽油表面的光稍微不同。这些光路“长度”的不匹配是创造彩虹光泽的原因，并且这种现象是薄膜干扰。

对于使用多层薄膜的设备来说，薄膜干涉是一个问题，比如薄膜太阳能电池，因为这意味着某些波长的光在每个薄膜界面都被反射-或“丢失”。一个设备有越多的薄膜，就有越多的接口，就会失去更多的光。

“我们受到蛾子眼睛表面结构的启发，它已经进化到不会反射光，”北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程助理教授张志浩博士说，他也是一篇关于这项研究的论文的合著者。“通过模仿这个概念，我们开发出了一种纳米结构，极大地减少了薄膜的干扰。”

纳米结构被构建到薄膜中，再在薄膜上放置另一层薄膜。纳米结构是其下方薄膜的延伸，类似于密密地排列的薄锥森林。这些纳米结构是“界面”的，可以穿透任何层在其上的薄膜，并限制在该界面反射的光的数量。Chang的团队发现，与没有纳米结构的薄膜界面相比，具有纳米结构的界面反射的光要少100倍。

Chang说:“我们的下一步是设计一个利用这一概念的太阳能设备，并确定我们如何将其扩大到商业应用。”

纸”,纳米材料界面增透效应与薄膜干涉抑制的文章于5月15日在线发表在该杂志上纳米技术。本文的领导作者是前NC州立研究生乔中杨。共同作者是Chang和NC州立博士。学生徐阿。张，Abhijeet Bagal和Wei Guo。该研究得到了NAS早期职业教师奖和国家科学基金会在NC州协助工程研究中心的支持。

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

纳米材料界面增透效应与薄膜干涉抑制

作者:杨巧银，徐安章，Abhijeet Bagal, Wei Guo, Chih-Hao Chang，北卡罗莱纳州立大学

发表: 5月16日,纳米技术

DOI: 10.1088 / 0957 - 4484/24/23/235202

文摘:薄膜干涉是一种众所周知的效应，它在许多自然现象的有色外观中普遍观察到。由于薄材料层界面的光反射的干涉，这种干涉效应会导致薄膜器件的波长和角度选择行为。在这项工作中，我们描述了使用界面纳米结构来消除薄膜中的干涉效应。利用同样的原理，受到蛾眼结构的启发，这种方法创造了一种有效的介质，其折射率在相邻材料之间逐渐变化。我们提出了这种纳米结构在聚合物-硅界面上的制作过程，并通过实验证明了它在抑制薄膜干涉方面的有效性。该原理可以提高多层光电器件的效率并降低波长/角度灵敏度。