形貌依赖的高增透表面通过阳极氧化铝纳米结构

由 ty10086 提交于 周四, 08/26/2021 - 13:11
文章英文标题
Morphology-dependent high antireflective surfaces via anodic aluminum oxide nanostructures
正文
摘要\n阳极氧化铝( AAO )高密度蜂窝状纳米图案由于其非光刻性和优良的亚波长结构( SWS )增透( AR )性能，被广泛应用于各种高性能光电器件。本文介绍了一种基于超薄AAO的双层聚二甲基硅氧烷( PDMS )方案，通过简单的复制，得到周期为125 nm的规则三角形表面纳米柱阵列，在250 ~ 850 nm波长范围内，AR增强5 % ~ 27 %。为了研究AAO纳米结构的光提取特性，建立了氮化镓( GaN )发光模型。与裸GaN相比，低有序AAO阵列、规则阵列和高有序AAO阵列的最大AR增强量分别为20.2 %、22.0 %和23.5 %。晶粒尺寸效应进一步改善了高有序AAO阵列的AR性能，基于有效折射率的薄膜模型在AAO模式依赖表面AR分析中取得了成功。此外，通过对侧壁剖面的裁剪，由于折射率沿高度方向的平滑变化，可以得到进一步的AR增强( 39.1 % )。
文章内容（英文）
Abstract(#br)High density honeycombed nano-pattern of anodic aluminum oxide (AAO) is of great use to various high-performance optoelectronic devices due to its non-lithographic and excellent sub-wavelength structure (SWS) anti-reflection (AR) properties. In this paper, we introduce an ultra-thin AAO based bilayer polydimethylsiloxane (PDMS) scheme to simply replicate and obtain regular triangle-like surface nano-pillar array with a period of 125 nm, which shows a 5% to 27% AR enhancement under the light wavelength ranging from 250 nm to 850 nm. In order to investigate the intrinsic property of AAO nano-structure based light extraction properties, gallium nitride (GaN) light-emitting models are built. Compared to the bare GaN, the maximum AR enhancements of low ordered AAO array, regular array and high ordered AAO array are respectively 20.2%, 22.0% and 23.5%. Grain size effect is found to further improve the AR performance of the high ordered AAO array and the effective refractive index based thin film model demonstrates a success in AAO pattern-dependent surface AR analysis. Besides, by tailoring the side-wall profile, a further AR enhancement (e.g. 39.1%) can be obtained because of a smoothly changing of the refractive index along the height direction.
来源出处
Journal|[J]Applied Surface ScienceVolume 496, 2019.
DOI
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.143697

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