در سالهای اخیر، توجه افراد زیادی به استفاده از نمایشگرهای شفاف جلب شده است. منظور از نمایشگر شفاف، نمایشگری است که بتواند به طور همزمان اطلاعات مورد نیاز و محیط پیرامونی را نشان دهد. از این نوع نمایشگر در صنایع خودروسازی و هواپیمایی، تبلیغات شهری، ایستگاههای حمل و نقل و غیره استفاده میشود. تکنولوژیهای مختلفی در راستای ساخت نمایشگر شفاف استفاده شده است که هر کدام دارای مزایا و معایب منحصر بفرد خود هستند. صفحه نمایش شفاف مبتنی بر نانوذرات یکی از موفق ترین روش ها برای تحقق بخشیدن به نمایشگرهای شفاف است.در این پایان نامه، آرایه های مختلف نانو ذرات هسته-پوسته برای به دست آوردن یک صفحه نمایش شفاف با کیفیت بالا بررسی شده است. در این کار، خواص نوری انواع مختلف آرایه های پریودیک و شبه پریودیک را در یک محدوده مرئی مورد مقایسه قرار گرفته است. برای تحقق این ایده، از نانو ذره هسته-پوسته Si-SiO2 استفاده کرده و با شعاع و فاصله متفاوت بین نانو ذرات، شفافیت و کنتراست مانیتور شفاف پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، تأثیر چندین نانوذره بر روی پهنای باند، اوج پراکندگی و سطح مقطع جذب مورد بررسی قرار گرفته است. مجموعه ای از نانوذرات به ویژه در آرایش های پریودیک و شبه پریودیک نقش مهمی در به دست آوردن نمایشگر شفاف با کنتراست و شفافیت بالا دارد. همچنین، مورفولوژی های مختلف از نانوذرات مثل مکعب، کره، دیسک، بیضی اوبلیت، بیضی پرولیت و هرم در آرایش های مختلف شبه پریودیک و پریودیک قرار داده شده تا بالاترین سطح مقطع پراکندگی در ناحیه مرئی به دست آید. استفاده از ویژگی های نوری نانوذرات، مانند سطح مقطع جذب، پراکندگی و نسبت پراکندگی به جذب (SAR) برای حصول نتیجه ضروری است. از سویی دیگر، هدف این پایان نامه به دست آوردن ساختار بهینه جهت ساخت نمایشگر شفاف رنگی است. از این رو، ترکیبات مختلف از سه یا شش نانوذره در اندازه های مناسب برای طول موج های آبی، سبز و قرمز را به جای تک نانوذره در آرایه های پریودیک و شبه پریودیک قرار داده و ترکیب مناسب با حداکثر مقدار سطح مقطع پراکندگی و حداکثر میزان نسبت پراکندگی به جذب (SAR) مورد شبیه سازی قرار گرفته است. سپس، شبیه سازی های مذکور برای ترکیبی که به حالت عملی نزدیکتر باشد تکرار شده است. از این رو، با استفاده از توزیع گوسین دو بعدی به دلیل خواص طبیعی و فیزیکی آن و تغییر برخی پارامترها مانند فاصله بین ذرات نانو، شعاع نانو ذرات و غیره، سطح مقطع پراکندگی و نسبت پراکندگی به جذب (SAR) مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت ساختار بهینه برای ساخت نمایشگر شفاف رنگی با کنتراست و شفافیت بالا معرفی شده است. برای شبیه سازی و محاسبه خصوصیات نوری آرایه های شبه پریودیک، پریودیک و ساختار گوسین از روش عددی مشتقات محدود در حوزه زمان (FDTD) در نرم افزار Lumerical، نرم افزار MATLAB و نرم افزار EXCEL استفاده شده است
Text of Note
In recent years, using transparent screens has attracted a lot of attention. A transparent display is a display that can simultaneously display the required information and the surrounding environment. This type of display is used in the automotive and aviation industries, urban advertising, transportation stations, etc. Various technologies have been used to create a transparent display, each has its own advantages and disadvantages. Nanoparticle-based transparent screens are one of the most successful methods to make transparent displays.In this dissertation, different arrays of core-shell nanoparticles are investigated to obtain a high quality transparent screen. In this work, the optical properties of different types of periodic and deterministic aperiodic (DA) arrays in a visible range are compared. To realize this idea, Si-SiO2 core-shell nanoparticles were used and the transparency and contrast of the proposed transparent monitor were examined with different radius and distances between the nanoparticles. In addition, the effect of several nanoparticles on bandwidth, scattering cross-section peak and absorption cross-section has been investigated. A set of nanoparticles, especially in periodic and deterministic aperiodic arrangements, plays an important role in obtaining a transparent display with high contrast and transparency. Additionally, different morphologies of nanoparticles such as cube, sphere, disk, oblite ellipse, prolite ellipse and pyramid are placed in different deterministic aperiodic and periodic arrangements to achieve the highest scattering cross-section in the visible region. Using of optical properties of nanoparticles, such as absorption cross-section, scattering cross-section and scattering to absorption ratio (SAR) is essential to achieve the result
OTHER VARIANT TITLES
Variant Title
Design, Simulation and Implementation of Transparent Color Display