刷状缘表面在光学中的應用

1/1刷状缘表面在光学中的應用第一部分刷状缘表面的光学特性 2第二部分光子晶体中刷状缘结构的设计 5第三部分表面等离激元的调控 7第四部分生物传感应用 9第五部分光电转换效率增强 11第六部分微纳光学器件集成 14第七部分光学隐身和伪装 16第八部分光催化反应提升 19

第一部分刷状缘表面的光学特性关键词关键要点光诱导表面等离子体共振

1.刷状缘表面的周期性金属纳米结构可以提供强烈且可调的光诱导表面等离子体共振（LSPR）。

2.LSPR的位置和强度取决于纳米结构的几何形状、尺寸和间距，允许定制光与物质的相互作用。

3.光诱导LSPR可用于增强光谱信号、控制光传输和实现非线性光学效应。

多重光学共振

1.刷状缘表面的不同几何结构可以产生多个光学共振模式，包括LSPR、法布里-珀罗共振和光子晶体共振。

2.这些共振模式相互作用，形成复杂的光学响应，可用于多功能光学器件的设计。

3.多重光学共振可用于实现宽带光吸收、增强自发辐射和控制光子的局域化。

光子学的奇点

1.刷状缘表面可以支持光子学的奇点，即光场局部极大值和零值同时存在的点。

2.光子学奇点可以增强非线性光学效应，如二次谐波产生和拉曼散射。

3.操纵光子学奇点可用于实现超高分辨率成像、光学纳米级操纵和光量子计算。

光学传感

1.刷状缘表面的光学特性对环境敏感，可以利用这些特性进行光学传感。

2.生物分子、化学品和气体的存在或浓度变化会导致光学共振的偏移或强度变化。

3.刷状缘表面传感具有高灵敏度、选择性和实时检测能力，使其成为生物传感、环境监测和医疗诊断的理想工具。

光电转化

1.刷状缘表面可以有效吸收光能并将其转化为电能。

2.光电转化效率取决于纳米结构的几何形状、材料和光谱特性。

3.刷状缘表面有望应用于高效太阳能电池、光电探测器和光电催化剂。

非线性光学

1.刷状缘表面可以通过光诱导LSPR和光子学奇点增强非线性光学效应。

2.这些效应可用于实现频率转换、参量放大和光孤子形成。

3.刷状缘表面的非线性光学应用包括光学计算、光通信和激光技术。刷状缘表面的光学特性

刷状缘表面是一种具有周期性刷状微结构的材料，其光学特性因其独特的三维结构而异。这些特性包括：

1.光子带隙效应

刷状缘表面可以产生光子带隙，这是材料中特定波长的光不能传播的频率范围。刷状缘的几何形状和材料性质会影响光子带隙的位置和宽度。

2.反射率调谐

刷状缘表面可以被设计成具有特定的反射率，取决于入射光的波长和角度。通过改变刷状缘的高度、间距和其他几何参数，可以实现宽波段或窄波段反射。

3.偏振敏感性

刷状缘表面可以表现出偏振敏感性，这意味着它们对不同偏振态的光有不同的反射率。这种特性可以用来制造偏振器和波段片。

4.散射

刷状缘表面可以散射入射光，产生随机或定向的散射模式。散射特性取决于刷状缘的几何形状和材料。

5.表面等离子共振

在某些金属刷状缘表面上，可以发生表面等离子共振（SPR），这是一种局域化的电磁场增强现象。SPR可以被用于生物传感、光学成像和其他应用。

6.超表面特性

精心设计的刷状缘表面可以表现出超表面特性，允许对入射光进行亚波长操纵。这允许实现反常反射、透射和偏折等功能。

特定应用中的光学特性

刷状缘表面的光学特性在各种应用中得到了利用，包括：

1.光学滤波器

刷状缘表面可用于制造宽波段或窄波段光学滤波器。通过调谐刷状缘的几何形状和材料，可以实现特定的透射或反射波长。

2.偏振器

刷状缘表面可以表现出偏振敏感性，使其可用于制造偏振器。这些偏振器可以用于偏振控制和偏振分离。

3.超透镜

亚波长大小的刷状缘超表面可以用来制造超透镜，这是一种可以超越衍射极限的超分辨成像设备。

4.光学传感器

刷状缘表面可以增强与物质的相互作用，使其适用于光学传感应用。例如，表面等离子共振（SPR）可以用作生物传感技术。

5.光通信

刷状缘表面可以有效地控制光传输，使其适用于光通信应用。例如，它们可以用于制造波导和光子晶体。

总之，刷状缘表面的光学特性非常丰富，取决于其独特的结构。这些特性使其在各种光学应用中具有广阔的前景，包括光学滤波、偏振控制、光学传感和光通信。第二部分光子晶体中刷状缘结构的设计关键词关键要点【刷状缘结构的几何设计】

1.利用拓扑优化技术设计刷状缘结构，最大限度地优化光学性能，如光捕获和光传输。

2.探索不同几何参数，如刷状长度、宽度和间距，以优化结构的透射、反射和吸收特性。

3.考虑结构的晶格对称性、填充因子和有序度对光学性能的影响。

【刷状缘结构的表面性质】

光子晶体中刷状缘结构的设计

引言

光子晶体是一种周期性的人工光学材料，具有独特的性质，使其能够操控光的行为。刷状缘结构是一种具有周期性排列的悬臂梁结构，其在光学领域具有广泛的应用。

刷状缘结构的光学性质

刷状缘结构的光学性质与梁的几何形状、间距和材料有关。当光与刷状缘结构相互作用时，它会发生布拉格衍射，从而产生禁带。禁带是光无法传播的频率范围，其宽度由梁的几何形状和间距决定。

刷状缘结构在光子晶体中的应用

刷状缘结构在光子晶体中具有以下应用：

*波长选择器：刷状缘结构可以用作波长选择器，可选择性地传输或反射特定波长的光。通过改变梁的几何形状和间距，可以设计出针对特定波长的波长选择器。

*光波导：刷状缘结构可以引导光波传播，类似于光纤。通过使用具有不同几何形状和间距的刷状缘结构，可以实现各种波导结构，例如单模和多模波导。

*光谐振腔：刷状缘结构可以形成光谐振腔，捕获和增强特定波长的光。谐振腔可用于各种光学器件，例如激光器和传感器。

*纳米天线：刷状缘结构可以用作纳米天线，放大和控制光与纳米粒子之间的相互作用。这对于纳米光子学和生物传感等应用具有重要意义。

刷状缘结构的设计

刷状缘结构的设计涉及以下关键参数：

*梁的几何形状：梁的几何形状，例如长度、宽度和厚度，影响其谐振频率和光学性质。

*梁的间距：梁之间的间距决定禁带的宽度和位置。

*材料：梁的材料影响其光学特性，例如折射率和损耗。

设计刷状缘结构时，可以使用电磁仿真软件，例如COMSOL或Lumerical，模拟结构的光学响应。通过优化这些参数，可以设计出具有所需光学性能的刷状缘结构。

结论

刷状缘结构是光子晶体中具有广泛应用的重要结构。通过仔细设计梁的几何形状、间距和材料，可以实现各种光学器件，包括波长选择器、光波导、光谐振腔和纳米天线。刷状缘结构在光学领域具有广阔的应用前景，特别是在纳米光子学、生物传感和光通信等领域。第三部分表面等离激元的调控关键词关键要点主题名称：表面等离激元激发模式调控

1.通过控制纳米结构的形状、尺寸和取向，可以调控表面等离激元的激发波长和模式。

2.纳米粒子阵列中的耦合效应可以产生Fano共振，从而增强表面等离激元的激发强度和调控其共振特性。

3.利用介质衬底或其他纳米结构的耦合，可以实现表面等离激元的非辐射衰减调控，从而影响其激发效率。

主题名称：表面等离激元传播模式调控

表面等离激元的调控

表面等离激元（SPPs）是沿金属-电介质界面的电磁波，其特征是强度局限性和波长比入射光短。SPPs被广泛用于光学应用，例如光子集成、传感器和光学成像。

通过控制刷状缘表面，可以有效调控SPPs的行为。刷状缘表面是由垂直于基底的多孔纳米柱阵列组成的。调整纳米柱的几何参数（如高度、直径和间距）可以改变SPPs在刷状缘表面上的传播特性。

波长调控

通过改变纳米柱的高度或间距，可以调整SPPs的共振波长。当SPPs的共振波长与入射光的波长相匹配时，发生强烈的激发。这种波长调控使得刷状缘表面能够用于可调谐光滤波器和波导。例如，研究表明，通过调整纳米柱的高度，可以将SPPs的共振波长从可见光谱调谐到近红外光谱。

极化调控

刷状缘表面的纳米柱阵列的形状和排列方式也可以控制SPPs的偏振。通过设计不同方向的纳米柱，可以激发特定偏振的SPPs。这种极化调控对于偏振敏感光学器件的开发至关重要，例如偏振分束器和偏振旋转器。例如，通过使用椭圆形纳米柱阵列，可以激发线偏振的SPPs，而使用螺旋形纳米柱阵列则可以激发圆偏振的SPPs。

强度调控

刷状缘表面的纳米柱阵列可以增强或减弱SPPs的强度。通过控制纳米柱的直径和间距，可以优化SPPs的传输效率。较小的直径和更大的间距可以提高SPPs的局域化，从而增强其强度。相反，较大的直径和更小的间距会降低SPPs的局域化，从而减弱其强度。这种强度调控对于非线性光学应用至关重要，例如光学调制器和谐波发生器。例如，通过精心设计的纳米柱阵列，可以增强SPPs的强度，从而提高谐波发生的效率。

散射调控

刷状缘表面的纳米柱阵列可以散射SPPs。通过控制纳米柱的形状和排列方式，可以控制散射模式。这种散射调控对于光学天线和传感器的设计至关重要。例如，通过使用周期性纳米柱阵列，可以定向散射SPPs，从而提高光学天线的增益。

总之，刷状缘表面为表面等离激元的调控提供了极大的灵活性。通过控制纳米柱的几何参数，可以调整SPPs的波长、极化、强度和散射模式。这种调控能力拓宽了SPPs在光学应用中的可能性，使其成为开发先进光子器件和系统的有价值的平台。第四部分生物传感应用生物传感应用

刷状缘表面在生物传感领域展现出广阔的应用前景。其独特的三维结构和高的表面积提供了理想的平台，用于捕获和检测生物分子，从而实现灵敏且特异性的生物传感。

原理

刷状缘表面生物传感的原理基于生物分子之间的特异性相互作用。靶标生物分子与固定在刷状缘表面的配体相互作用，从而发生结合。这种结合事件可以通过各种技术检测，例如荧光、电化学或表面等离子体共振。

优势

刷状缘表面生物传感具有以下优势：

*高表面积：刷状缘结构提供了极高的表面积，允许捕获大量靶标分子，提高检测灵敏度。

*特异性结合：刷状缘表面的配体可以高度特异性地结合靶标分子，从而减少非特异性结合并提高检测准确性。

*实时检测：刷状缘表面生物传感可以实时监测生物分子相互作用，使生物过程的动态研究成为可能。

*多路复用：刷状缘表面的多功能性允许同时检测多种生物分子，实现多路复用检测。

应用

刷状缘表面生物传感在广泛的生物传感应用中发挥着重要作用，包括：

*免疫传感器：检测抗原、抗体和免疫复合物，用于疾病诊断、药物开发和食品安全。

*核酸传感器：检测DNA和RNA片段，用于基因诊断、传染病检测和法医科学。

*细胞传感器：检测活细胞和细胞组分，用于细胞计数、细胞分选和细胞相互作用研究。

*环境监测：检测环境中的生物污染物、毒素和病原体，用于水质监测、食品安全和传染病控制。

*药物筛选：检测候选药物与靶标分子之间的相互作用，用于药物开发和优化。

研究进展

近年来，刷状缘表面生物传感技术取得了重大进展。研究人员探索了新的配体固定化学、表面功能化方法和检测技术，以提高灵敏度、特异性和多路复用能力。

*超灵敏免疫传感器：通过优化刷状缘结构、配体设计和信号放大策略，实现飞摩尔级靶标检测。

*多重检测平台：集成多个刷状缘传感器，同时检测多种生物标志物，用于疾病诊断和预后评估。

*细胞传感芯片：开发基于刷状缘表面的细胞传感芯片，用于高通量细胞分析、药物筛选和再生医学。

*体外诊断：将刷状缘表面生物传感技术与微流体系统集成，实现快速、便携和低成本的体外诊断。

未来展望

刷状缘表面生物传感技术在生物传感领域具有广阔的应用前景。随着材料科学、纳米技术和生物传感技术的发展，刷状缘表面生物传感技术有望在医疗保健、环境监测、食品安全和药物开发等领域发挥更重要的作用。第五部分光电转换效率增强关键词关键要点光子捕获和管理

1.刷状缘表面的纳米结构有利于光子俘获，增加吸光面积和光程长度，提升光电转换效率。

2.通过调控纳米结构的尺寸、间距和排列方式，可以优化光子与半导体材料的相互作用，实现高效的光电转换。

3.采用光子晶体和超材料等先进结构，进一步增强光子管理，引导光子在半导体薄膜中产生共振，提高光电转换效率。

载流子传输改善

1.刷状缘表面的垂直导电路径缩短了载流子的传输距离，减少了载流子复合损失，提高了光电转换效率。

2.刷状缘结构界面处的电场分布优化，有利于载流子的分离和传输，降低了载流子的传输阻力。

3.通过引入钝化层或选择合适的半导体材料，进一步减少载流子复合，提高载流子传输效率和光电转换效率。

界面态调控

1.刷状缘表面与半导体材料之间的界面处存在界面态，影响光电转换效率。

2.通过引入钝化层或表面改性，钝化界面态，减少载流子复合，提高光电转换效率。

3.设计具有梯度或异质结结构的刷状缘表面，优化界面态分布，促进载流子的分离和传输，进一步提升光电转换效率。

光电极稳定性提升

1.刷状缘结构提供良好的物理保护，防止半导体材料受环境因素影响（如水分、氧气）而降解。

2.刷状缘表面有利于光电极的散热，降低光电极的温度，抑制载流子复合，提高光电极的稳定性。

3.通过选择合适的材料和优化结构，进一步增强光电极的抗腐蚀性、抗氧化性和机械稳定性，延长光电极的使用寿命和光电转换效率。

先进制造技术

1.利用模板生长、自组装和光刻等技术，可精确控制刷状缘表面的尺寸、间距和排列方式，实现高性能光电器件。

2.探索新型材料和工艺技术，开发具有更优异光电性能的刷状缘表面，提升光电转换效率。

3.采用先进的制造技术，实现低成本、高通量生产，促进刷状缘光电器件的实用化和商业化。

新型光电器件

1.刷状缘表面在太阳能电池、光电探测器、发光二极管等光电器件中具有广泛应用，大幅提升光电转换效率和器件性能。

2.结合先进的半导体材料和结构设计，探索新型刷状缘光电器件，满足不同领域的应用需求。

3.通过优化刷状缘表面结构和与其他材料的集成，实现多功能光电器件，拓展应用范围和提升光电转换效率。光电转换效率增强

刷状缘表面可显着提高光电转换效率，其背后的机理在于以下几个方面：

1.光俘获增强

刷状缘结构具有高度的表面粗糙度，这导致入射光多次反射和散射，从而延长了光在半导体内的路径长度。这种光学路径长度的增加增加了光被半导体吸收的几率，从而提高了光电转换效率。

2.电荷分离改善

刷状缘结构可以有效地分离光生载流子。当光子被半导体吸收时，会产生电子-空穴对。由于刷状缘结构的纳米尺度尺寸，电子和空穴可以迅速分离并被运送到不同的电极，从而减少了载流子的复合损失，提高了光电转换效率。

3.寄生吸收降低

刷状缘结构的纳米尺度特征可以抑制金属电极对入射光的寄生吸收。当光入射到金属电极时，一部分光会被电极吸收，从而减少了到达半导体的光量。刷状缘结构的纳米尺度特征可以有效地减少金属电极对光的吸收，从而提高了光电转换效率。

实验验证

众多实验研究证实了刷状缘结构对光电转换效率的增强作用。例如，一项研究表明，采用刷状缘结构的硅太阳能电池的光电转换效率比传统平面结构的太阳能电池提高了约12%。另一项研究表明，基于刷状缘结构的叠层太阳能电池的光电转换效率超过了30%，接近理论极限。

数值模拟

数值模拟也支持刷状缘结构可以提高光电转换效率的结论。光学模拟表明，刷状缘结构可以显着增加光在半导体内的路径长度，从而提高光吸收。电荷传输模拟表明，刷状缘结构可以有效地分离载流子，从而减少复合损失。

应用前景

刷状缘结构在光伏领域的应用前景广阔。通过优化刷状缘结构的几何参数和材料特性，可以进一步提高光电转换效率。该技术有望在下一代高效太阳能电池中发挥重要作用。此外，刷状缘结构还可以应用于其他光电器件，如光电探测器和发光二极管，以提高其光电性能。第六部分微纳光学器件集成关键词关键要点【纳米光子集成】

1.将光子器件尺寸减小到纳米级，提高器件密度和功能性。

2.利用表面等离子激元、光子晶体和纳米结构实现光信号处理和操纵。

3.促进光子集成电路（PIC）的发展，实现高性能、小型化的光电子系统。

【阵列光栅】

微纳光学器件集成

微纳光学器件的集成是将多种光学元件微型化并在单个平台上集成，以实现复杂的光学功能。在刷状缘表面上集成微纳光学器件具有以下优势：

高集成度：刷状缘表面的高纵横比和表面积允许在小体积内集成大量光学元件，从而实现高集成度。

紧凑设计：器件集成在刷状缘表面的三维结构中，可减少器件尺寸，实现紧凑的设计，这对于移动和可穿戴设备至关重要。

光学性能增强：刷状缘表面的纳米结构可以控制光与物质的相互作用，从而增强光学器件的性能，例如提高透射率、反射率和衍射效率。

制造简便性：刷状缘表面可通过自组装或模板辅助方法制备，这使得大规模生产微纳光学器件变得可行。

具体集成方法：

在刷状缘表面上集成微纳光学器件的方法包括：

*光刻：使用掩模在刷状缘表面上定义光学图案，然后通过蚀刻或沉积工艺制备光学元件。

*电子束光刻：使用聚焦的电子束在刷状缘表面上图案化光学元件，实现高分辨率和精细特征。

*纳米压印光刻：使用预先图案化的刻模将光学图案压印到刷状缘表面，提供高通量和低成本制造。

*激光诱导前驱体分解：使用聚焦的激光束在刷状缘表面上分解光学材料前驱体，形成光学元件。

器件类型：

在刷状缘表面上集成过的微纳光学器件类型包括：

*光栅：用于分光、波长筛选和偏振控制。

*衍射光栅：用于光束成形、偏转和聚焦。

*透镜：用于成像、聚光和准直。

*反射镜：用于反射光、改变光路和增强光学器件性能。

*波导：用于引导和传输光，实现光信号处理和传感。

应用：

刷状缘表面集成微纳光学器件已在以下领域得到应用：

*光通信：小型化光学器件，提高光纤通信和数据传输的效率。

*光学成像：高分辨率显微镜、内窥镜和生物光学传感。

*光谱学：紧凑型光谱仪，用于化学分析和医疗诊断。

*激光技术：小型化激光器和光束整形器，用于激光加工和显示。

*可穿戴光电子学：轻量级和低功耗光学器件，用于智能眼镜和健康监测。

结论：

在刷状缘表面上集成微纳光学器件提供了集成度高、尺寸紧凑、性能增强和制造简便性的优势。这种集成技术已在广泛的光学领域得到应用，并在未来有望进一步发展，满足新兴应用和技术的要求。第七部分光学隐身和伪装关键词关键要点光学隐形

1.通过操纵光的散射和吸收来干扰或重定向光，使物体不可见或难以被探测。

2.利用纳米结构、超材料和光学晶体创造超表面，具有高度调控光与物质相互作用的能力。

3.可应用于军事隐形技术、光学成像、生物传感和安全系统等领域。

光学伪装

1.通过模拟或模仿其他物体的反射和吸收特性，使物体与周围环境融为一体。

2.利用色彩匹配、纹理选择和光学薄膜技术，实现动态伪装，适应不断变化的环境条件。

3.在自然界中已得到广泛应用，如变色龙、章鱼和蝴蝶，用于防御、交流和觅食。刷状缘表面在光学隐身和伪装中的应用

刷状缘表面是一种具有周期性微小结构的表面，因其类似于毛刷的刷毛而得名。这些结构在光学领域引起了极大的兴趣，特别是它们的隐身和伪装应用。

#光学隐身

隐身技术旨在使物体或设备对电磁波（包括可见光和红外光）不可见。刷状缘表面通过以下机制实现光学隐身：

*梯度折射率：刷状缘表面上的微小结构会产生局部梯度折射率，使入射光线发生弯曲，从而改变入射光和反射光的传播路径。这种弯曲使物体表面难以被直接探测到。

*减反射：刷状缘表面上的微观结构还可以充当光的减反射器。当光线入射到表面时，其能量会被重复反射和折射，从而减少了反射到观察者的光量。

#伪装

伪装涉及使物体与周围环境融为一体，使其难以被识别。刷状缘表面通过以下方式实现光学伪装：

*结构色：刷状缘表面的微观结构与入射光的波长相匹配，可以通过选择性吸收或反射产生结构色。这种结构色可以模仿周围环境的自然颜色，使物体难以被区分。

*模糊表面：刷状缘表面的微观结构会产生一种模糊的表面，导致物体边缘的模糊。这种模糊效果可以使物体与背景融合，减少了被识别的可能性。

#应用示例

刷状缘表面的光学隐身和伪装特性使其在以下领域具有广泛的应用：

*军事：用于设计隐形战机、坦克和其他武器平台，降低其被雷达和红外探测器探测到的可能性。

*安防：用于制造光学隐身材料，隐藏敏感设施和设备，例如监视摄像头和传感器。

*生物工程：用于设计光学伪装涂料，使动物和昆虫能够溶入周围环境。

*消费电子产品：用于制造防反射显示器和镜头，减少眩光和提高图像质量。

#研究进展

对刷状缘表面在光学隐身和伪装中的应用仍在积极研究中。当前的研究领域包括：

*宽频隐身：开发对多种电磁波波长都具有隐身能力的刷状缘表面。

*动态伪装：设计能够根据周围环境变化自动调整结构色的刷状缘表面。

*多功能表面：开发同时具有隐身、伪装和其他功能的刷状缘表面。

#结论

刷状缘表面在光学隐身和伪装领域的应用为各种领域的创新提供了巨大的潜力。这些材料的独特特性使它们能够欺骗光学探测器，并与周围环境无缝融合。随着研究的不断深入，预计刷状缘表面在未来将成为光学隐身和伪装技术的核心技术之一。第八部分光催化反应提升关键词关键要点光催化剂设计

1.纳米结构调控：通过改变光催化剂的尺寸、形貌和比表面积，优化光捕获和反应效率。

2.多组分复合：结合不同光催化剂，形成异质结结构，促进电荷分离和提升光催化活性。

3.表面修饰：引入金属、非金属或有机配体，修饰光催化剂表面，增强光吸收和抑制电子-空穴复合。

反应条件优化

1.光照优化：选择特定波长的光源，匹配光催化剂的吸收范围，提高光催化效率。

2.反应介质调控：调节反应介质的pH值、溶剂组成和反应温度，优化光催化剂的稳定性和反应速率。

3.助催化剂添加：引入氧化剂或还原剂等助催化剂，促进光生电荷转移和提升光催化反应活性。光催化反应提升

刷状缘表面在光催化反应中的应用主要体现在其独特的结构和光学特性上。

结构优势：

*高表面积：刷状缘表面具有高比表面积，为光催化反应提供了大量的活性位点，有利于吸附反应物和产物。

*纳米级尺寸：刷状缘的纳米级尺寸缩短了反应物与光催化剂之间的传质距离，加快了反应效率。

*三维结构：三维刷状缘结构形成孔隙网络，不仅能有效吸附反应物，还能促进光线的散射和多次反射，增加光利用率。

光学特性：

*宽禁带：刷状缘材料通常具有宽禁带，使其能够在可见光和近红外光范围内吸收光子。

*强光吸收能力：刷状缘的独特纳米结构和光子陷阱效应增强了其光吸收能力，提高了光催化反应的效率。

*表面等离子共振：金属刷状缘材料具有表面等离子共振（SPR）特性，能够将入射光局域化在纳米结构表面，进一步提升光催化反应率。

具体提升机制：

刷状缘表面通过以下机制提升光催化反应：

*增加活性位点：高表面积和纳米级尺寸提供大量的活性位点，吸附更多反应物，促进反应发生。

*缩短传质距离：纳米级尺寸缩短了反应物到光催化剂的传质距离，加快反应速率和催化效率。

*增强光吸收：宽禁带、强光吸收能力和表面等离子共振效应提高了光催化剂的光吸收效率，产生更多的电荷载流子。

*光子陷阱：三维刷状缘结构形成光子陷阱，将光子多次散射和反射，增加光照射时间，提高反应效率。

*优化光生载流子分离：刷状缘结构有利于光生载流子的分离，抑制复合，延长载流子寿命，提高光催化