光子晶体的制备与表征及带隙调节

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通过纳米小球自组装的方法制备获得了三维有序结构的聚苯乙烯(PS)蛋白石光子晶体。利用扫描电镜对蛋白石光子晶体的微观形貌进行表征,并利用透射光谱对蛋白石进行光学表征。结果表明,胶体自组装能够形成点缺陷、等边三角线缺陷和等边立方体缺陷,通过对最低能量和机理的探讨,得出导致这些缺陷形成的原因是折射率差异和光子带隙(PBG)位置的蓝移。   采用改进St(o)ber法制备不同粒径的单分散SiO2微球,利用IHEISA法制备得到了大面积有序的SiO2蛋白石光子晶体,控制大小粒径比及大小粒径数量比得到了复合SiO2蛋白石模板,并对其进行光学表征。利用超微SiO2粒子直接填充PS模板的空隙,使得制备模板和填充空隙在同一时间完成,从而得到一个三维高度有序的SiO2多孔结构。   利用垂直沉积法获得了聚苯乙烯(PS)蛋白石模板,采用垂直提拉法将SiO2溶胶填充到PS蛋白石模板,制备出SiO2反蛋白石模板,借助毛细作用将液晶填充到SiO2反蛋白石薄膜的空隙中从而获得液晶渗透的二氧化硅反蛋白石的结构,透射光谱表明,通过改变液晶的取向和温度从而改变液晶的折射率能够控制其光学性能,该结构表现出截然不同于未填充液晶的反蛋白石结构的光学性质。   利用垂直沉积法获得了聚苯乙烯(PS)蛋白石模板,采用垂直提拉法将SiO2溶胶填充到PS蛋白石模板,制备出SiO2反蛋白石模板,并利用扫描电镜对蛋白石及反蛋白石的微观形貌进行表征。制备了一种光致变色染料渗透入光子晶体结构空隙的复合材料,该结构表现出截然不同于未填充染料时的蛋白石结构的光学性质。通过利用分子聚集体中的协同激励效应带来的折射率的剧变来实现光子晶体能带结构的控制。
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