超表面是超材料的二维对应物,超材料是具有不同寻常特性的人造材料。这些经过特殊处理的表面具有工程图案,具有各种令人着迷的创新和多样化用途,可以改变整个波长范围内电磁波的传播。

低成本柔性超表面可提高光电器件的效率

虽然超材料的发展始于金属电介质系统,但超表面已实现全电介质化,并且在与太阳能电池和发光二极管 (LED) 等光电设备相关的应用中至关重要,可以通过单纯的表面效应来提高其效率。

印度理工学院坎普尔分校光子学实验室的学生研究人员由 R. Vijaya 教授领导,最近采用低成本软光刻技术在柔性聚合物基底上制作出两种互补形状的纳米凹坑和纳米凸块的介电超表面。

该论文题为“通过改变柔性超表面中的图案大小、形状和深度来控制可见光范围的透射和反射雾度”发表在《光电子学前沿》杂志上。

研究人员使用了一种低成本的自组装光子晶体,其特征尺寸为纳米级,作为主图案。因此,这种双重经济的方法可以制作出薄而柔韧、图案化且易于在任何光滑表面上层压的超表面。

他们使用具有不同图案尺寸和深度的样品,进行了漫反射、全反射和透射实验,结果表明,这些样品的雾度可以在整个可见光范围内得到控制。这有利于提高光电器件的效率,因为光的线性传播方向会限制光电转换效率。

雾霾的散射效应在透射/反射光束周围的雾霾斑块中是可见的,并且轻松控制其范围可以增加太阳能电池吸收的光量或 LED 提取的光量。基于方法的模拟结果也支持实验结果。