خواص تشعشعی بهینه نانو پوششهای غیر فلزی با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری

چکیده در سال های اخیر، علم لایه های نازک در میان سایر علوم رشد قابل ملاحظه ای داشته و حجم وسیعی از تحقیقات را به خود اختصاص داده است. بی شک رشد چشمگیر ارتباطات، پردازش اطلاعات، ذخیره سازی، صفحه های نمایش، صنایع تزئینی، ابزارآلات نوری، مواد سخت و عایق ها نتیجه تولید لایه های نازک براساس فناوری های نوین می باشد. در ساخت لایه های نازک نیز در سال های اخیر تحولات وسیعی صورت گرفته است که خود ناشی از پیشرفت در فناوری خلاء، تولید میکروسکوپ های الکترونی و ساخت وسایل دقیق و پیچیده ی شناسایی مواد است. همچنین باز شدن مباحثی نظیر میکروالکترونیک، اپتیک و نانوتکنولوژی مدیون اهمیت پوشش های لایه نازک می باشد.پوشش با لایه های نازک نقش بسیار مهمی در صنایع نیم رسانا ها و تجهیزات میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک دارد. اطلاع از خواص تشعشعی ساختارهای چند لایه ای بسیار نازک، کاربردهای زیادی در صنایع میکروالکترونیک، تبدیل انرژی و نانو فناوری دارند. بسیاری از اجزای نوری و نیمه هادی ها توسط لایه های نازک پوشش داده می شوند. خواص تشعشعی لایه های پوشش داده شده کاملا متفاوت از خواص تشعشعی زیر لایه اصلی می باشد. در این تحقیق خواص تشعشعی طیفی، جهتی و وابسته به دما برای ساختارهای چند لایه ای شامل دی اکسید سیلیکون، نیترید سیلیکون مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. همچنین اثر تعداد لایه های پوشش برروی خواص تشعشعی مورد تفحص قرار می گیرد. زیر لایه اصلی از سیلیکون آلاییده کم انتخاب می شود و خواص تشعشعی هر کدام و نحوه ی تاثیر پارامترهای موثر بر آنها در طول موج های مختلف بررسی خواهد شد. خواص تشعشعی برای هر روش همدوس بررسی می شود. شرایط بهینه ساختارهای چند لایه ای در یک طول موج خاص به دست می آید. در این رساله خواص تشعشعی طیفی، جهتی و وابسته به دما از ساختارهای چند لایه ای بسیار نازک شامل ضریب بازتاب، ضریب عبور، ضریب گسیل مورد بررسی قرار می گیرد. ضخامت زیر لایه اصلی سیلیکون آلائیده کم ثابت می باشد. زاویه تابش نرمال و اشعه ورودی غیر پولاریزه است. دمای محیط را بیست و پنج درجه سانتی گراد در نظر می گیریم و با جایگذاری متغیر های مسئله (تعداد لایه ها- ضخامت لایه ها) وبا در نظر گرفتن جنس لایه ها که از دی اکسید سیلیکون و نیترید سیلیکون تشکیل شده اند و همچنین ثابت گرفتن ضخامت زیر لایه اصلی سیلیکون آلائیده کم در الگوریتم رقابت استعماری، بهینه سازی می کنیم. نتایج نشان داد که پوشش دی اکسید سیلیکون و نیترید سیلیکون، مانند یک ضد بازتاب عمل می کند و این پوشش ها منجر به کاهش ضریب بازتاب نسبت به زیر لایه سیلیکون می گردند. اگر ضخامت پوشش غیر فلزی افزایش یابد، ضریب بازتاب کاهش و ضریب عبور افزایش می یابد. با توجه به نیاز سیستمهای فضایی، به ضریب صدور بیشینه جهت کنترل دما و کارایی بالاتر و مناسبتر، می توان با افزایش تعداد لایه های پوشش داده شده، به این مهم دست یافت. تغییرات خواص تشعشعی تابع پیچیده ای از طول موج می باشد که با افزایش تعداد لایه ها بر اثر پدیده تداخل امواج این پیچیدگی و وابستگی به طول موج بیشتر می گردد. تاثیر افزایش تعداد لایه ها جهت کنترل خواص تشعشعی از تاثیر تغییر ضخامت بیشتر است. به عنوان مثال در یک ضخامت ثابت، می توان با افزایش تعداد لایه ها به ضریب صدور بزرگتری دست یافت. این مطالعه فوایدی جهت رشد و توسعه فناوری پوشش در صنایع نیم رساناها و به ویژه برای توسعه وسایل میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک دارد.