Para resolver o problema da baixa eficiência energética dos chips de silício com tamanho de pixel pequeno e da precisão insuficiente nos cálculos da teoria de difração escalar, este artigo concentra-se no cálculo preciso e na otimização da eficiência energética dos chips de silício. Foram utilizadas a teoria de difração escalar e o método das diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD) para calcular a eficiência energética dos chips de silício, e foi montado um sistema de teste a laser de 532 nm para validação experimental. Foram escolhidos materiais TiO₂/SiO₂ para projetar filmes antirreflexo de múltiplas camadas do tipo λ/4, e através da simulação FDTD analisou-se o efeito do número de períodos do filme e do comprimento de onda de trabalho na otimização da eficiência energética. Os resultados mostram que, para os tamanhos de pixel comumente usados (período de pixel de 2 a 8 μm) dos chips de silício, o erro absoluto entre a eficiência energética calculada pelo método FDTD e os resultados experimentais é inferior a 1%; os filmes multicamadas podem melhorar eficazmente a eficiência energética dos chips e, quando o número de unidades de período do filme refletor atinge 5, a eficiência energética dos chips com diferentes tamanhos de pixel ultrapassa 95% na faixa de comprimento de onda de 450 a 625 nm.

chip de silício;eficiência de difração;eficiência energética;método das diferenças finitas no domínio do tempo;filme antirreflexo multicamadas