基于模板法的亞波長微結(jié)構(gòu)的制備與減反射性能研究.pdf

1、以二維膠體晶體或隨機(jī)島狀膜層為掩模，反應(yīng)離子刻蝕得到周期性亞波長微結(jié)構(gòu)和隨機(jī)亞波長微結(jié)構(gòu)。
　　一方面，在實(shí)驗(yàn)的過程中著重研究了在毛細(xì)管牽引力作用下膠體微球在基片表面組裝的機(jī)理，在自組裝機(jī)理的基礎(chǔ)上討論了合成大面積二維膠體晶體模板的主要影響因素(1)提拉速度與膠體濃度之間的匹配，(2)膠體粒子中含有的大雜質(zhì)粒子，(3)基片的表面粗糙度、親水性、親水穩(wěn)定性等。為組裝大面積膠體晶體模板打下基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)中組裝了厘米量級(jí)的、低缺陷密度的二維

2、膠體晶體模板。以此二維膠體晶體為模板先通過氧氣為氣源，合理控制刻蝕參數(shù)（主要控制參數(shù)為刻蝕時(shí)間）得到非緊密堆積二維膠體晶體。然后以CF4和Ar為氣源刻蝕得到周期性亞波長柱狀陣列，這種柱狀陣列的占空比可以通過非緊密堆積膠體晶體的占空比來決定;柱狀陣列的周期由組裝二維膠體晶體的粒子粒徑?jīng)Q定。通過含氟離子反應(yīng)離子刻蝕二氧化硅的實(shí)驗(yàn)過程的研究，我們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)離子刻蝕二氧化硅是一個(gè)中等各向同性過程。這樣實(shí)際刻蝕過程中深寬比較低約2∶1，通過對(duì)陣列的

3、表面形貌的表征可以看出最后得到的是亞波長錐形陣列。通過測試這種周期性亞波長錐形陣列的反射率發(fā)現(xiàn)它具有一定的寬光譜減反效果，但是由于刻蝕的深度不夠?qū)е铝藴p反效果不佳。
　　另一方面，通過提拉組裝法在基片表面組裝宏觀上均勻分布的亞波長隨機(jī)金/銀島狀結(jié)構(gòu)。研究了濃度、提拉速度和提拉次數(shù)對(duì)隨機(jī)金屬模板表面分布情況、表面形貌的影響。并以此為掩模，通過CF4和Ar為氣源，不同刻蝕條件下刻蝕制備了隨機(jī)亞波長微結(jié)構(gòu)。研究表明以銀隨機(jī)島狀結(jié)構(gòu)為掩模

4、的亞波長微結(jié)構(gòu)減反射性能更符合要求。對(duì)比研究了不同刻蝕時(shí)間對(duì)應(yīng)的亞波長微結(jié)構(gòu)的減反射性能。隨著刻蝕時(shí)間的增加，亞波長錐形結(jié)構(gòu)越深，減反效果越好，但是隨著進(jìn)一步刻蝕會(huì)出現(xiàn)過刻蝕情況，微結(jié)構(gòu)深度變淺減反射效果受到影響。
　　總的來說，由于受到二維膠體晶體模板面積、缺陷密度、以及反應(yīng)離子刻蝕二氧化硅的各向同性的影響導(dǎo)致了周期性亞波長微結(jié)構(gòu)的制備存在宏觀面積小、亞波長柱形陣列不夠深的缺點(diǎn)。這兩點(diǎn)都限制了利用這種方法合成大面積的具有優(yōu)異減反