柔性透明薄膜掺杂微纳米粒子的光谱特性研究

柔性材料因杨氏模量较小,在外力作用下易变形而受到广泛研究和应用。聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一种高分子聚合物,并且具有光学透明、化学惰性等特点。Ni在0.3~2μm具有高吸收性,Al_2O_3在0.4~0.8μm具有高反射性。提出将微纳米Ni或Al_2O_3粒子掺杂到PDMS薄膜中的结构,先利用米氏散射理论计算出单个粒子的辐射特性,再利用蒙特卡洛方法求解整个模型的辐射特性。研究发现,薄膜模型的光谱特性受粒径影响:当波长不变时,掺杂Ni粒子的模型的吸收率与粒子浓度和膜厚成正比;掺杂Al_2O_3粒子的模型的反射率与粒子浓度和膜厚成正比;2种模型的透射率均与粒子浓度和膜厚成反比。最后根据布格尔定律推出的关系式证明了光谱特性变化的机理。