硅藻分級構(gòu)型光學(xué)特性模擬及其仿生合成初探.pdf

1、太陽能是一種儲量巨大的清潔可再生的能源，但是利用效率卻非常低，主要來源于材料對于光的吸收率造成的限制。光合作用是自然界中最常見也極為有效的利用太陽能的途徑，硅藻作為一種單細(xì)胞的光和藻類，有著對光的良好吸收特性和十分精細(xì)的分級多孔結(jié)構(gòu)，引發(fā)了研究的興趣，作為一種天然的光子晶體，人們普遍認(rèn)為硅藻的一些光學(xué)特性和它的精細(xì)結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。
　　本文主要研究硅藻的這種分級多孔精細(xì)結(jié)構(gòu)和其對于入射光的吸收之間的相互關(guān)系并通過設(shè)置多次對照模擬，找

2、到結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素以及之間的關(guān)系并提取出硅藻簡化模型。首先選取結(jié)構(gòu)上很有代表性的中心對稱中心綱圓篩藻標(biāo)本作為樣品，進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)的觀測，借助三維有限時域差分法光學(xué)模擬軟件，對硅藻模型進(jìn)行建立并且控制不同變量尋找影響吸收特性的關(guān)鍵因素。研究表明，影響光學(xué)吸收性質(zhì)的因素與孔洞分布情況、孔徑大小、孔間距、有無環(huán)帶、環(huán)帶精細(xì)結(jié)構(gòu)均相關(guān)，并且從模型的角度揭示吸收的原理，構(gòu)建出合成所需要的簡化優(yōu)化模型。
　　隨后利用先進(jìn)的微米納米級別加工技術(shù)，