短程有序在调控无序介质中光吸收的作用

结构关联对无序介质中的光传播有显著影响。我们数值研究了短程有序在具有无序纳米孔薄膜中光吸收的作用。研究了两类无序分布，包括具有不同短程有序度的隐身超均匀（SHU）和硬盘（HD）图案。我们发现由短程有序引起的 Bragg 散射导致随着短程有序度（$\chi$、$\phi$）的增加出现逐渐更尖锐的吸收峰。提出了一个物理模型来计算薄膜纳米结构的面内角微分散射截面 $d \sigma^*/d \theta$，并考虑结构因子 $S(q)$。结果揭示，更高水平的短程有序能增强某些波长和方向上的面内 Bragg 散射，对应于结构因子 $S(q)$ 中丰富而尖锐的峰，这可进一步改变单个散射体的形态依赖类共振，并导致薄膜吸收率的大幅提升。此外，对比结果表明 SHU 结构比 HD 和周期结构表现出更好的积分吸收（$IA$）增强。并且 SHU 结构存在六方晶格与四方晶格之间的局域有序相变，当 $\chi$ 在约 0.5 时产生最优吸收性能。本研究为利用新型无序纳米结构控制光吸收与散射铺平了道路。