湿度对原子力显微镜测量金纳米栅格几何形貌的影响

对不同湿度环境下原子力显微镜(AFM)对金纳米栅格几何形貌的测量结果进行了探究。通过在恒温条件下对仪器整体环境湿度进行有规律的调控,实现了在相对湿度35%~75%范围内对金纳米栅格高度及表面粗糙度的准确测量。结果表明:对于实验中使用的线宽标称值2μm的金纳米栅格,栅格高度随相对湿度的增加而有所降低;粗糙度随相对湿度增加而增加,且相对湿度升高至75%时对测量结果影响尤为显著。因此,在使用AFM对纳米几何栅格结构进行精确测量和定值时,需要对环境湿度进行记录和监控。

金属纳米栅格薄膜等离激元太阳能电池的优化设计

为提高薄膜太阳能电池的性能,运用时域有限差分和粒子群优化算法,对薄膜太阳能电池金属纳米栅格的结构参数进行了优化设计。优化后,金属纳米栅格薄膜太阳能电池的短路电流与无金属纳米栅格太阳能电池相比提高了39%。对不同极化情况下电池光的吸收和量子效率的提高进行了分析,分析结果表明,经金属纳米栅格耦合进入吸收层的导波模、金属纳米栅格表面等离激元以及吸收层中的法布里-珀罗共振导致了薄膜太阳能电池性能的提高。

基于光学衍射的纳米尺度深度重建

传统的离焦深度恢复方法(depth from defocus,DFD)在计算离焦图像的模糊程度时,均是基于几何光学成像原理,并没有考虑光波衍射对图像模糊的影响.然而,衍射现象是波的基本特性,以针孔成像为基础的光学成像系统中必然存在光波衍射.本文基于光学衍射和图像模糊机理,提出了一种精确的单目视觉全局景物3D深度信息获取方法.首先,详细分析了光学成像系统中的菲涅耳衍射机理,建立了衍射模糊与景物深度之间的关系曲线;然后,采用曲线拟合的方式建立了衍射模糊的模糊程度(点扩散函数扩散程度)与景物深度的数学关系模型,结合热辐射和图像相对模糊原理,构建了衍射模糊热辐射方程组,并把衍射模糊深度获取问题转换成一个深度信息动态优化问题.最后,使用标准的纳米栅格模板验证了衍射模糊深度重建算法在纳米尺度相对深度和绝对深度重建中的有效性和精确性.