發(fā)布時間：2019-10-13 13:06

【摘要】：當(dāng)物質(zhì)的特征尺寸與輻射波長量級一致時,其輻射特性與傳統(tǒng)的輻射特性相比會出現(xiàn)許多的物理效應(yīng),能對物體的熱輻射能量進(jìn)行選擇性控制。鈣鈦礦錳氧化物結(jié)構(gòu)的塊體材料其獨(dú)特的熱致變色特性的研究已取得較大的進(jìn)展,但其以薄膜形態(tài)的熱輻射特性還明顯不足,不利于航天器熱控技術(shù)的有效利用。因此本文從微結(jié)構(gòu)的角度來分析和改善這一問題。本文對具有一維光柵(包含鋁過渡層和無鋁過渡層)和二維方孔陣列微結(jié)構(gòu)的La0.8Sr0.2MnO3熱致變色薄膜的反射率特性進(jìn)行理論模擬計(jì)算,通過計(jì)算分析了不同周期和微槽深度微結(jié)構(gòu)對熱致變色薄膜熱輻射特性的影響。計(jì)算結(jié)果表明微結(jié)構(gòu)對薄膜的熱輻射能力有明顯的增強(qiáng),并能改善薄膜的熱致變色特性。隨著微尺度的減小、微槽深度的增加和鋁過渡層的引入,都能提高薄膜的熱輻射特性。通過光刻蝕工藝在單晶硅(Si)基底上制備出一維光柵和二維方孔陣列微結(jié)構(gòu),研究刻蝕工藝對刻蝕形貌的影響。利用射頻磁控濺射方式在其表面沉積La0.8Sr0.2MnO3熱致變色薄膜,并通過旋轉(zhuǎn)基底和加熱基底的方式來改善薄膜的臺階覆蓋問題。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、能量色散能譜儀(EDS)和樣品振動磁強(qiáng)計(jì)(VSM)對薄膜樣品的微觀形貌、元素組成和磁運(yùn)輸特性進(jìn)行測量。SEM測量顯示,Si基底具有良好的微結(jié)構(gòu)形貌。EDS結(jié)果顯示,除了氧元素不足之外,薄膜的元素的比例與理論化學(xué)計(jì)量比基本吻合。VSM結(jié)果顯示,一維、二維微結(jié)構(gòu)La0.8Sr0.2MnO3薄膜有明顯的鐵磁-順磁的轉(zhuǎn)變,其轉(zhuǎn)變溫度Tc分別為300K和270K。對實(shí)驗(yàn)制備的微結(jié)構(gòu)薄膜樣品進(jìn)行光學(xué)測試,計(jì)算得到薄膜的熱輻射特性,研究微結(jié)構(gòu)尺度對熱輻射特性的影響,并與模擬結(jié)果進(jìn)行對比。其實(shí)驗(yàn)與理論模擬結(jié)果都表明微結(jié)構(gòu)的確能增強(qiáng)熱致變色薄膜的熱輻射能力,并且其熱輻射能力也隨溝槽深度的增加而增加。
【圖文】：

的反射率曲線，再將所獲得的反射率值代入到Ｋ－Ｋ關(guān)系式中計(jì)算得到材料的物性參數(shù)。逡逑實(shí)驗(yàn)中所利用的Ｌａ0．８Ｓｒ0．２Ｍｎ0３薄膜材料是在撞基底上利用磁控瓣射方法生長出來的，逡逑通過紅外光譜儀測得薄膜在不同溫度下的反射率，如圖２．１所示。通過實(shí)驗(yàn)測得材料的逡逑反射率值，利用Ｋ－Ｋ關(guān)系式計(jì)算薄膜材料的介電常數(shù)和折射率。逡逑１－０邋ｊ＿＊＿９７Ｋ逡逑；－＊－１１３Ｋ逡逑媂邐Ｌａ0．８Ｓｒ0．２Ｍｎ0３逡逑0．８＿ｉ邋？－１７３Ｋ邐■逡逑；－＜－■■■邋２０３Ｋ逡逑魯。．二媂逡逑０．２邐■邐．邋Ｉ邋＇邐＇邐＇邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋＇邐＇邐Ｉ邋＇邐＇逡逑５邐１０邐１５邐２０邐２５逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ／ｕｍ逡逑圖２．１不同溫度下薄膜反射率曲線逡逑９逡逑

岕合波分析（民ＣＷＡ）方法，通過麥克斯韋（Ｍａｘｗｅｌｌ）方程精確求解光柵衍射問題的分析方逡逑法。通過民ｓｏｆｔ軟件的材料與結(jié)構(gòu)的設(shè)置（ＣＡＤ界面）建立微結(jié)構(gòu)模型，對于一維微光柵逡逑結(jié)構(gòu)，單個周期的模型如圖２．９所示，二維方孔陣列微結(jié)構(gòu)單周期模型如圖２．１０所示。逡逑根據(jù)ＲＣＷＡ對周期微結(jié)構(gòu)衍射特性的分析，計(jì)算不同模型下的光學(xué)特性，分析周期性逡逑微結(jié)構(gòu)對材料表面光學(xué)特性的影響。逡逑Ｃｏｎｔｏｕｒ邋Ｍ巧邋ｏｆ邋Ｉｎｄｅｘ邋Ｐｒｏｆｉｌｅ逡逑暑。１畫１勊！吞１邐ｉ邋Ｚ３．的、疆p海А鰣澹灣義希保換鄭福和ǎ皺危掊澹懾義希懾義希玻保埃保插澹保板義希兀ǎ停恚╁危擔(dān)罰板澹櫻罰板義先Γ玻瑰濉庹さブ芷諛Ｐ灣甕跡玻保岸嬌椎ブ芷諛Ｐ停游油煎義廈瘢茫祝潦且恢盅細(xì)袂蠼猓停幔鰨澹歟旆匠套櫚氖搗椒ā＃停幔鰨澹歟旆匠套槭敲枋齙緋�、辶x洗懦　⒂氳緦髏芏�、稻U擅芏裙叵檔姆匠套椋揮傻緋〉母咚茍ɡ懟⒋懦〉母咚茍ɡ懟⒌玨義銑〉幕仿范ɡ懟⒎ɡ詰绱鷗杏Χ珊桶才嗷仿范ɡ斫岷系貿(mào)觶殺硎疚中問交蛭㈠義戲中問劍湮⒎中問餃縭劍ǎ玻保埃┧盡ｅ義，

本文編號：2548685