Simulation von Strukturfarben basierend auf metallischen Gittern mit trapez­förmigem Profil

Numerische Modelle von Gittern zur Erzeugung von Strukturfarben beschreiben vielfach Gitterprofile mit einer Rechteckstruktur. In der Praxis weichen Gitterprofile von der idealen Rechteckform ab und sind trapezförmig. Diese Form begünstigt auch die defektfreie Replizierung von Gitterstrukturen in einem kostengünstigen Rolle-zu-Rolle Nanoimprint Verfahren, da sich die Entformkräfte beim Prägeprozess für trapezförmige Profile deutlich verringern. Wir verwenden ein numerisches Modell auf Basis der Integralmethode, welches Simulationen der Lichtbeugung an Gittern mit trapzeförmigem Profil und metallischen Mehrfachbeschichtungen mit hoher Genauigkeit ermöglicht. Unsere numerische Studie zeigt, wie sich Abweichungen im Gitterprofil ausgehend von der idealen Rechteckstruktur hin zu Trapezformen auf die Reflexionsspektren in der nullten Beugungsordnung auswirken. Im Ergebnis wird der Einfluss der Flankensteigung der Trapezform auf die wahrgenommene Farbe in der Reflexion untersucht. Dadurch kann das Design des Gitterprofils von Strukturfarben hinsichtlich ihrer Farbeigenschaften und ihrer defektfreien Herstellbarkeit optimiert werden.