基于能带结构特性Si/ZnO多层膜的设计与制备 |
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引用本文: | 李嘉威,李享成,陈平安,朱颖丽,朱伯铨.基于能带结构特性Si/ZnO多层膜的设计与制备[J].光学学报,2023(9):294-301. |
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作者姓名: | 李嘉威 李享成 陈平安 朱颖丽 朱伯铨 |
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作者单位: | 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(51972242,51774218);;湖北省自然科学基金创新群体项目(2020CFA038); |
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摘 要: | 基于能带理论设计了一种用于红外高反射的新型一维光子晶体。根据麦克斯韦方程的传输矩阵计算基础,得到了布洛赫波与入射光频率的色散关系,并由此构建了光子晶体能带结构。入射光波在介电常数周期变化结构中的布里渊区边界多次反射后会形成驻波,从而产生光子禁带。叠加3~5μm和8~12μm两种周期结构的光子晶体可以使光子禁带拓宽2.2×1013 Hz。在此基础上,选用折射率色散小的材料体系Si/ZnO设计并制备了13层一维光子晶体,该晶体在3~5μm和8~12μm红外波段的平均反射率在91.3%以上。实验结果与仿真结果吻合,验证了模型和理论的高可靠性。
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关 键 词: | 薄膜 低层数光子晶体 传输矩阵 布里渊区边界 禁带宽度调控 红外高反射 |
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