微纳米结构热辐射调控研究开题报告

 2021-11-02 08:11

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

一、研究背景随着微电子、航天、通信工程,机械制造等科学领域的发展与提高,有的热辐射控制技术已不能满足应用要求,甚至成为制约技术发展和应用的瓶颈,因此,需要不断探索和研究新型热福射控制技术[1]。

经典辐射换热理论往往用于宏观尺度,而微观角度,空间的尺寸已经到达纳米级,和热辐射电磁波波长的数量级相当,除了材料本身会影响热辐射,微结构的形式也与其相关,此时就需要考虑电磁波动的相干性,物体的电学,光学,热力学的性质会产生变化。

一些自然界不存在的优异性质,比如超材料的光学隐身,拓扑绝缘体等由此出现[2]。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题拟采用fdtd solutions数值模拟软件,建立光栅结构数学模型,划分网格,设置合理的边界条件对其进行求解,研究热辐射调控的变化。

通过吸收率的变化得到光栅材料、尺寸参数因素等对热辐射影响的一般性规律,对不同光栅结构的热辐射特性进行分析比较,实现可见光和近红外区域高吸收率的光学器件。

首先使用纯硅一维简单光栅,fdtd算法选取的离散网格大小为10nm,确定光栅结构的结构尺寸周期、槽深度,画出吸收率随填充比变化的曲线。

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