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一直以来,各种表面结构的宽波段抗反射性质在很多领域都受到极大关注,比如增强太阳能电池的效率,增加光电探测器的敏感性,增强发光二极管的性能等等。传统的抗反射膜由一个单层薄膜构成,这个薄膜的厚度是入射光波长的四分之一,并且其折射率介于入射环境介质和基底介质的折射率之间。但是众所周知的是,这样的单层抗反射膜在宽波段下表现不太好。这一点可以通过在基底材料表面设计一层折射率从外部环境的低折射率向基底材料的高折射率梯度变化的抗反射层克服。目前这种折射率渐变的表面结构包含二维多层膜结构和三维类蛾眼纳米光栅结构,二维多层膜结构虽然比起传统单层膜抗反射性能要提高不少,但在宽波段和大角度入射下的表现仍旧不如人意,因此三维纳米光栅抗反射结构慢慢成为了关注的热点。 类似蛾眼结构的可以降低反射光的三维纳米仿生结构最早曾在1967年被报道过,由于一直以来的研究和实验,当传统的单层和多层抗反射膜仍旧在为宽波段和大角度入射光烦恼时,三维纳米仿生结构已经利用它的先天优势后来居上,与之相关的渐变折射率理论也慢慢系统和清晰起来。 本文介绍了一种双介质光栅的表面抗反射结构,以硅作为基底,这种结构在300-1100nm波段和高达50°的入射角范围内显示了高达99.5%的透射率,而且在此结构表面的光栅高度从700nm变化到3000nm,底部边长从100nm变化到400nm的整个过程中,它的抗反射性能都可以保持在这样高的水准。更重要的是,在保持高抗反射性能的同时,此结构中两组光栅的相对位置以及整个结构的材料都可以有很大的选择空间。这些性质让此结构具有很好的设计和制作工艺宽容度,从而使它在多种应用领域诸如太阳能电池和高敏感型的可见光探测器等方面都具备了非常好的潜力。