SiO2纳米颗粒在光学器件上的应用

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1、§iQ纳苤题趋查当堂墨鲑土鲍廑用⑧论文作者签名：翌至鲨指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：妙。鹊)答辩日期：上011．兰』U兰薹删l『ff『哪帅『『

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3、l浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，

4、也不包含为获得逝鎏盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：许竖签字日期．刎年≥月『j-日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝至三盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：许‘笙导师签名：”辑I签字目

5、期：弘11年弓月If曰签字日期：加tf年；月fr日浙江大学硕士学位论文致谢时光飞逝，转眼已到2011年，将要离开才留恋往昔的美好。本文是在浙江大学光电系叶辉教授的精心指导下完成的，也是在光电系刘旭教授、沈伟东副教授的协作指导下完成的，在本文完结之际表示衷心的感谢。他们不但教会了许多科研方面的知识，更让我领会到了他们渊博的学识、严谨的治学态度、平易近人的工作作风以及坦荡的为人处世，这些都是我一生中最宝贵的财富。在显示所生活学习的三年，是我一生中难以忘怀的一段经历。融洽的学术氛围使我们成果颇多，科研之余的实验室活动更加强了我们的凝聚力

6、和归属感。参加了三年的元旦联欢晚会，是我印象最深刻的事情，我们永远不缺创意，不缺激情，人才辈出的同学们让每一年的活动都成为了经典。而我在这个集体中得到了成长，留下了属于自己的一份东西。在此，向在我生活上和科研上给予了无数指导的尹伊博士生、张磊博士生、薛辉博士、付兴海博士生、罗震岳博士生、张冲硕士、皇甫幼睿博士生、李帅硕士生、马海敏硕士生、吴仍茂博士生、甄宏宇老师表示衷心的感谢，在我科研不顺时鼓励我支持我，在我生活不如意的时候开导我帮助我，谢谢你们。还要感谢光及电磁波中心的古晶同学、惯性中心的刘超同学、光电子所的李威同学。另外感谢我

7、的母亲含辛茹苦地养育我成人，一直以来地关心和支持。最后要感谢上面没有提到，但曾经帮助过我的人。2010年12月28日于求是园II浙江大学硕士学位论文摘要Si02纳米颗粒由于其优越的光学性能，其阵列结构在光学领域具有广泛的应用。我们利用St6ber法制备了Si02胶体粒子，并且利用静电自组装技术将Si02胶体粒子组装到不同的光学器件上。静电自组装技术是组装带电粒子的一种有效方法，操作简单，设备要求低，成本低廉。本文基于Si02纳米颗粒的光学性质，研究了Si02纳米颗粒在太阳能减反射膜和提高GaN基LED出光效率上的应用。严格耦合波理

8、论(RigorousCoupled．WaveAnalysisRCWA)常常用来分析表面微结构的反射和衍射行为，但是RCWA算法复杂，计算耗时。本文提出了一种基于薄膜特征矩阵(ThinFilmCharacteristicMatrix)的改进算法用来计算微结构的反射率。实验证明，对于相同的结构，TFCM的计算结果与RCWA结果吻合较好。本文同时说明了TFCM法的适用情况。本文提出了一种基于提拉法制备的宽带减反膜的新结构。该膜系包括玻璃衬底、溶胶凝胶法制备的Si02薄膜基本层、Si02纳米颗粒层以及较薄的Si02交联薄膜层。该膜系的折射

9、率沿衬底到空气方向递减，且厚度匹配，能在400．1400nm波长范围内实现较好的减反效果。由于使用了Si02纳米颗粒，该膜系在大角度入射时也具有良好的减反功能。同时该方法易于制备大面积薄膜，其最外层的Si02薄膜还可有效提高整个膜系的机械性能与牢固度。通过提拉法在蓝宝石衬底表面静电自组装单层Si02纳米球，得到纳米球非紧密排列的类似图形衬底的微观结构，该结构的制备与后续外延工艺独立。器件经封装后，测得在纳米球图形衬底上获得的LED芯片其光通量比未加图形化衬底的传统LED提高57％，光输出功率提高了17．8％。实验证明，Si02纳米

10、颗粒阵列不仅能够提供区域化生长的模板，有效减少外延层的位错密度，而且能够通过粗化衬底表面增加光线逸出的几率，从而有效地提高了出光效率。关键字：薄膜特征矩阵，严格耦合波、减反射膜、LED出光效率、自组装III浙江大学硕士学位论文AbstractSi0