基于Comsol求解纳米孔六角周期阵列薄膜电磁反射谱

金属-阳极氧化铝(AAO) -铝纳米结构是通过在不同的电解液中使用溅射沉积金属层和两步阳极氧化过程沉积的，从而生成自有序阳极氧化铝薄膜。形貌参数厚度、孔径、孔间距离、孔隙率等因素对AAO膜光学性能有影响。本篇以Comsol为工具分析了不同电解质的金属-氧化铝-铝薄膜的UV - vis反射率随各个形貌参数的变化。

1.      根据实际结构建模

实际制备的薄膜结构

其中主体氧化铝膜为六角阵列纳米孔

可以根据固体物理学原胞定义确定六角阵列周期单元，构建单元各部件

各零部件建立之后，利用布尔差集运算构周期单元中的空隙

添加Au基底，原胞结构完成定义

定义周期性边界条件，仅以周期单元结构模拟整个二维无限大薄膜结构

添加端口入射电磁波

定义各区域材料属性

网格化求解区域

设置光源计算波长范围

利用波动光学模块内置代码语句实现反射率可视化

计算结果后处理，结构反射率谱线

改变结构参数可以探究形貌因素对反射率的影响

总结：comsol自带布尔逻辑操作可以实现特殊结构的构造，利用周期边界调节实现三维无限大结构。调用内置代码可以实现数据后处理，可视化。

参考文献：

Manzano, C. V.，Controlling the Color and Effective Refractive Index of Metal-Anodic Aluminum Oxide (AAO)–Al Nanostructures: Morphology of AAO，The Journal of Physical Chemistry C，2017，122：957-963

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