view in publisher's site

Ultra-broadband perfect absorber utilizing a multi-size rectangular structure in the UV-MIR range

Highlights•The ultra-broadband perfect absorber consists of multi-size Si/Fe units.•The theory of dipole equivalent circuit and the FDTD method are employed to design the absorber structure.•Relative absorption bandwidth of 164% is achieved with an average absorptivity of over 96%.•The average absorptivity still exceeds 91% at a larger incident angle of ±70° under the TM polarization.AbstractWe propose an ultra-broadband perfect absorber (UBPA) utilizing a multi-size rectangular structure, which consists of multi-layer silicon/iron (Si/Fe) units. A single-layer model is designed based on the theory of dipole equivalent circuit, and a nine-layer model is demonstrated with the FDTD method. Surprisingly, the absorber shows an average absorptivity of over 96% in the range of 300–3000 nm under the normal incident, which covers from the ultraviolet to mid-infrared (UV-MIR) region. A good tolerance of incident angle and polarization state is proved. It is found that the average level of absorption still exceeds 91% at a larger viewing angle of ±70° under the TM polarization. The excellent absorption performance is revealed by the slow-wave effect, localized surface plasmon resonance (LSPR), and propagating surface plasmons (PSPs). In addition, both chromium and iron films are used in the multi-layer structure to avoid the iron oxidation. Thus, the proposed absorber reduces the cost of actual production and can be applied in many areas, such as solar cells and emitters.

جاذب کامل فراپهن باند با استفاده از ساختار مستطیلی چند اندازه‌ای در محدوده UV - MIR

هایلایت ها جاذب کامل پهنای باند فوق‌العاده شامل واحدهای Si / Fe چند اندازه‌ای است. نظریه مدار معادل دوقطبی و روش FDTD برای طراحی ساختار جاذب به کار گرفته شده‌اند. پهنای باند جذب نسبی ۱۶۴ % با جذب متوسط بیش از ۹۶ % به دست می‌آید. ضریب جذب میانگین هنوز هم در زاویه تابش بزرگ‌تر از ۷۰ ± درجه تحت پلاریزاسیون TM، از ۹۱ % تجاوز می‌کند. یک مدل تک لایه براساس نظریه مدار معادل دوقطبی طراحی شده‌است و یک مدل نه لایه با روش FDTD نشان‌داده شده‌است. با کمال تعجب، جاذب میانگین جذب بیش از ۹۶ % در محدوده ۳۰۰ - ۳۰۰۰ نانومتر تحت تابش نرمال را نشان می‌دهد، که از ناحیه فرابنفش تا مادون‌قرمز میانی (UV - MIR)را پوشش می‌دهد. تحمل خوب زاویه برخورد و حالت پلاریزاسیون اثبات شده‌است. مشخص شده‌است که سطح متوسط جذب هنوز هم در زاویه دید بزرگ‌تر از ۷۰ ± درجه تحت پلاریزاسیون TM از ۹۱ % تجاوز می‌کند. عملکرد جذب عالی توسط اثر موج آهسته، تشدید پلاسمون سطحی جایگزیده (LSPR)و انتشار پلاسمون های سطحی (PSPs)نشان داده می‌شود. علاوه بر این، هر دو لایه کروم و آهن در ساختار چند لایه برای جلوگیری از اکسیداسیون آهن استفاده می‌شوند. بنابراین، جاذب پیشنهادی هزینه تولید واقعی را کاهش می‌دهد و می‌تواند در بسیاری از مناطق مانند سلول‌های خورشیدی و ساطع کننده‌ها به کار رود.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Physics and Astronomy
  • ترجمه مقاله General Physics and Astronomy
  • مقاله فیزیک و ستاره‌شناسی عمومی
  • ترجمه مقاله فیزیک و ستاره‌شناسی عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.