低成本柔性超構表麵，提高光電器件效率

超構表麵（metasurfaces）是超構材料（metamaterials）的二維對應物，是一種具有非同尋常特性的人造材料。這些經過特殊製備的表麵帶有工程圖案，能夠改變整個(ge) 波長範圍內(nei) 電磁波的傳(chuan) 播。

超構材料的發展始於(yu) 金屬-介電係統，但現在超構表麵已發展成為(wei) 全介電係統，它們(men) 僅(jin) 通過表麵效應就能提高效率，已在太陽能電池和發光二極管（LED）等光電器件中發揮著至關(guan) 重要的作用。

據麥姆斯谘詢介紹，印度坎普爾印度理工學院光子學實驗室R. Vijaya教授領導的研究團隊，利用一種低成本的軟光刻技術，在柔性聚合物基板上製作出了具有納米凹坑和納米凸點兩(liang) 種互補形狀的介電超構表麵。

研究人員通過實驗確定，在相同間距下，納米凸點圖案高度較小的的表麵，其反射霧度和透射霧度值要高於(yu) 含有深度較大納米凹點的表麵。霧度與(yu) 超構表麵圖案深度或高度的關(guan) 係較大，而與(yu) 圖案間距的關(guan) 係較小。在相同波長範圍內(nei) 從(cong) 圖案表麵測量的遠場透射曲線顯示，散射隨圖案深度/高度與(yu) 間距之比增加而增加。模擬結果證實，納米凸點圖案比納米凹坑圖案的透射霧度更高。通過控製這些表麵的圖案深度/高度與(yu) 特征間距之比，既能提高光學霧度，又能實現總反射強度與(yu) 總透射強度之間的平衡。

該研究成果已經以“Control of visible?range transmission and reflection haze by varying pattern size, shape and depth in flexible metasurfaces"為(wei) 題發表在Frontiers of Optoelectronics期刊上。

研究人員采用一種自組裝製成的低成本光子晶體(ti) ，以納米級特征尺寸作為(wei) 主圖案。因此，利用這種特別經濟的方法，能獲得超薄、柔性、圖案化且易於(yu) 在任何光滑表麵上層疊的超構表麵。

他們(men) 利用不同圖案間距和高度/深度的樣品，通過漫反射和全反射以及透射實驗，確定了這些樣品的霧度可以在整個(ge) 可見光範圍內(nei) 得到控製。由於(yu) 光的線性傳(chuan) 播方向會(hui) 限製器件的光電轉換效率，因此，該研究成果有助於(yu) 提高光電器件的效率。

霧度的散射效應會(hui) 由透射/反射光束周圍的雲(yun) 霧狀斑塊顯現出來，而輕鬆控製霧度的散射程度可以提高太陽能電池的光吸收率或LED的光提取率。研究人員基於(yu) 該方法的仿真支持了實驗結果。