功能化碳微球自組裝膜的研究.pdf

1、太 原 理工 大 學(xué)碩 士研 究生 學(xué)位 論文功 能 化 碳 微 球 自組 裝 膜 的研 究摘 ’ 要光 子 晶體 是 指 具有 光 子 帶 隙 的一類(lèi) 新 型材料 ，其 結(jié)構(gòu) 為介 電常 數(shù) 周期性變 化 的三 維人造 晶體 ， 由于它 的這種特 性 ， 已經(jīng) 成 為制備 速 度 快 、容量 大 、集 成 度 高 的新 型 光 子器 件 的基礎(chǔ) 。本 文 以物 化 性 能優(yōu) 良的碳 微球 (C M S S) 為 構(gòu) 筑 單 元 ，對(duì)

2、其 表 面進(jìn) 行 化 學(xué)修飾 ，然 后 經(jīng) 自組 裝 合 成 具有優(yōu) 良熱穩(wěn) 定性 、機(jī)械穩(wěn) 定性和光 電性能的碳膜 ，此材料有望作 為光 子晶體 ，在 光 電器件 方面展 現(xiàn) 出極 大 的發(fā)展?jié)?力和 應(yīng) 用 前 景 。本 文 首 先 利 用 化 學(xué)氣 相 沉積 法 制備 了 C M S S，然 后 分別采 用 殼 聚 糖(C S) 、510 :和 z no 三 種 不 同性質(zhì) 的材 料 對(duì) C M ss 進(jìn) 行 了化 學(xué) 修 飾 的

3、研究 ，得 到 C S/C M SS、510 2/ C M SS 和 Zn O/ C M SS 復(fù)合 物 ; 最后對(duì) C S/C M SS和 510 2/cM sS 復(fù)合物 的熒 光性 能進(jìn)行 了初 步探討 ，并對(duì)其進(jìn)行 自組 裝 合成 復(fù)合 碳 膜 ，考 察 了懸浮 液 濃度 和 反應(yīng)溫 度對(duì) 自組 裝 效果 的影 響 。采 用場(chǎng) 發(fā) 射 掃 描 電子 顯 微 鏡 、原 子 力 顯 微 鏡 、X 一 射 線 衍 射 分 析 、熱 重

4、分 析 和傅里 葉 紅外 分析等 手段對(duì) 產(chǎn) 物進(jìn) 行表征和 分析 。結(jié) 果如 下 :1. 用 濃 H N O 3和 玩 O :對(duì) 原始 C M SS 進(jìn)行氧 化 修 飾 ， 再利用 靜 電力 將C S 包 覆 到 C M SS 表面 制備 C S/C M SS 復(fù)合 物 ， 當(dāng) C M SS 與 C S 的質(zhì) 量 比為1:2 時(shí) ，C S 均 勻 地 組裝 到 C M S S 表 面 上 ，且在 水 和 乙醇 中 的分 散 性 得 到

5、提 高 ; 采 用 溶 膠 一 凝膠 法 以表 面 活 性劑十 六烷基 三 甲基 溟化餒 (c T A B )作 為橋 聯(lián) ，將 原始 C M SS 與 510 :進(jìn) 行 復(fù)合 制 備 510 2/CM Ss 復(fù)合 物 ， 當(dāng) 用太 原 理 工 大 學(xué)碩 士研 究生學(xué)位 論文S E L F 一 A S S E { M … B L YF IL M … O FF U N C T I O N L IZ E DC A R B O NM IC R

6、 O S P H E R E SA B S T R A C TP h o to n icery sta lsar ear t ific iallyar an g e d 3 一 DP e rio d ie s加 c加 re so fn e wm ateria ls . B e e au seth e irstr u c ture sex h ib itP h o to n icb an dg ap ，th e ya reo fProm

7、i si ngap Pli eat i onsi nfastan dlargeeap aeit yan dhi gh l yi ntegratedPhotoni cdev i ces.InthisPap er，earbonm i cros比 eres (C M Ss) w ereu sedastheb u ild in gb lo e k s， w h iehw erefirstlyo x id iz e db yth esur fac

8、 eeh e m ic a lm o d ifie atio n ，an dth eno rg an iz edint oe arb o nfilm sb yse lf-a ssem b lyw ithex eellen tth eri n alstab ili ty ，m eeh an icalstab ili tyan do P tiealPr o P erties. T h ec a rb o nfilm sm ayb eu se

9、 da sP h o to n iecry sta lsan dfo rP o tent iald ev e lo P m e ntan dap P lie atio nPr o sP e ctsino P to e le ct r o n icd ev ie efield s .F irst， C M S sw e resyn th e siz e db yc h e m ie a lv ap o rd e P o sitio nm

10、e th o d(C V D ).Subsequentl y，thesurfacechem i calm odi fi cationofC M Ssw ascarriedoutbyeh i to san (C S)，51 0 : andZ nOt ogi veC S/C M Ss，51 0 2/C M SsandZ n O /C M S se o m P o site s. Th eflu o re se en e eP ro P e

11、rtie so fC S /C M S sa n d5 10 2/C M S se o m P o site sw e reinv e stig ate dan dth e ire o ln P o site sw e rese lf-a sse m b le db yv e rtic ald eP o sitio n . Th ee ff e etso fd eP o sitio ntem P e ra tu rean dsu sP

12、en sio nco n centratio nonth equ alityo fself-assem b l i n gfilmw erein v e stig a te d . M o rp h o lo g ie san dstru e 加 re so fth esa m P le sw eree h a ra e te riz e db yfie lde m issio nsc ann in ge le etro nm icro