基于隨機裂縫掩模的金屬網(wǎng)柵透明導(dǎo)電膜研究.pdf

1、光學(xué)窗口電磁屏蔽技術(shù)在國防，航天，通訊等領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用前景。金屬網(wǎng)柵透明導(dǎo)電膜能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)窗口的強電磁屏蔽和優(yōu)良透光性能。但目前金屬網(wǎng)柵的設(shè)計結(jié)構(gòu)受限于（亞）周期分布，無法避免衍射造成的嚴重雜散光，影響成像效果；此外，傳統(tǒng)微納加工方法的成本過高，限制金屬網(wǎng)柵透明導(dǎo)電膜的應(yīng)用范圍。針對上述存在的問題，論文提出了一種基于隨機裂縫模板的金屬網(wǎng)柵透明導(dǎo)電膜，并進行了深入的理論與實驗研究，主要內(nèi)容如下：
　　1.深入研究了裂縫模板的形

2、成機理。首先分析了分散系薄膜的干燥過程，并探討了薄膜產(chǎn)生裂縫的條件；其次，利用Griffith斷裂理論，分析了薄膜干燥形成裂縫的具體過程，并建立數(shù)學(xué)模型，通過模型分析薄膜厚度對裂縫形成的影響。結(jié)果表明：薄膜開裂的臨界厚度隨分散質(zhì)顆粒增大而增大；薄膜越厚，裂縫間距越大且模板翹曲越嚴重。上述結(jié)果為優(yōu)化裂縫掩模制作工藝提供了極具指導(dǎo)意義的理論基礎(chǔ)。
　　2.通過對比形成裂縫模板的效果，選擇了一種合適的分散系用于制備裂縫模板。實驗分析得出

3、了水性丙烯酸乳液產(chǎn)生裂縫的臨界厚度約為900nm，并討論了薄膜厚度對裂縫形成的影響，得出薄膜厚度控制在2~3μm時可以獲得良好的裂縫模板。利用水性丙烯酸乳液干燥產(chǎn)生的裂縫網(wǎng)絡(luò)作為掩模，并結(jié)合Lift-off工藝，本文成功制作了結(jié)構(gòu)優(yōu)良的新型金屬網(wǎng)柵透明導(dǎo)電膜實驗樣片。
　　3.實驗測試了新型金屬網(wǎng)柵透明導(dǎo)電膜樣片的光電性能，包括導(dǎo)電性能，透光性能，光學(xué)衍射效果以及電磁屏蔽效率。測試結(jié)果表明：樣片的方阻約為2.1Ω/sq，紫外可見波

4、段透過率高達90％，紅外波段透過率仍在88%以上，最強的衍射雜散光能量僅達總能量的0.04‰，Ku波段內(nèi)的電磁屏蔽效率超過25dB，衰減了超過99.68%的電磁波能量，且隨效率隨頻率的變化波動小于2dB。
　　4.建立了新型金屬網(wǎng)柵透明導(dǎo)電膜的電磁屏蔽效率分析模型。在傳統(tǒng)方格金屬網(wǎng)柵屏蔽效率分析模型的基礎(chǔ)上，通過統(tǒng)計獲得新型金屬網(wǎng)柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并進行系數(shù)修正，最終得到了新的計算模型。對比模型計算結(jié)果與實測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新模型預(yù)測值與實