基于膠體晶模板FeGa納米陣列的可控合成及光學(xué)性能研究.pdf

1、近年來(lái)，有序納米結(jié)構(gòu)陣列由于其在光子晶體﹑表面增強(qiáng)拉曼散射光譜﹑光催化﹑生物傳感等方面的廣泛應(yīng)用而備受關(guān)注。納米結(jié)構(gòu)陣列由很多規(guī)則有序的結(jié)構(gòu)單元組成，與一般材料相比，它不僅具有納米材料本身固有的性能，還可以因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)單元之間的耦合效應(yīng)而表現(xiàn)出一些特殊的性能，從而拓展了其應(yīng)用。在眾多制備納米陣列的方法中，膠體晶體模板法由于其操作簡(jiǎn)單﹑經(jīng)濟(jì)﹑可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而成為納米陣列構(gòu)筑中最常用的方法之一。膠體晶體模板法構(gòu)筑納米結(jié)構(gòu)陣列的途徑主要有化學(xué)沉積

2、方法（包括溶液/溶膠浸漬法﹑電化學(xué)沉積﹑電泳沉積等）和物理沉積方法[比如熱蒸發(fā)沉積﹑電子束蒸發(fā)沉積﹑脈沖激光沉積(PLD)﹑原子層沉積(ALD)，磁控濺射沉積等]。二者相比,物理沉積方法克服了化學(xué)沉積過(guò)程中因前驅(qū)體未完全分解而殘留大量雜質(zhì)的缺點(diǎn)，易獲得較大面積的規(guī)整排列的結(jié)構(gòu)陣列如納米顆粒﹑納米團(tuán)簇﹑納米孔﹑納米柱﹑納米環(huán)等，因此物理沉積的方法受到人們的廣泛關(guān)注。另外通過(guò)對(duì)合成路線的設(shè)計(jì)或沉積技術(shù)的選擇，可以獲得更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

3、　　對(duì)于納米陣列材料，其性能與陣列的形貌及結(jié)構(gòu)尺寸密切相關(guān)，因此納米陣列形貌與結(jié)構(gòu)的可控合成對(duì)其光學(xué)性能的研究有著重要意義。本文以膠體晶體為模板，結(jié)合磁控濺射的方法制備具有六方周期性結(jié)構(gòu)的FeGa納米球殼陣列，并對(duì)其光學(xué)性能進(jìn)行研究，其主要研究?jī)?nèi)容為三個(gè)部分：(1)采用氣-液界面自組裝的方法制備單層膠體晶體模板，通過(guò)改變微球的尺寸和沉積時(shí)間對(duì)納米陣列的形貌進(jìn)行調(diào)控。結(jié)果表明該納米陣列具有有序排列的類空心球結(jié)構(gòu)，納米陣列的結(jié)構(gòu)單元尺寸和厚

4、度分別隨著膠體微球尺寸和沉積時(shí)間的增加而增加。另外納米陣列的球殼厚度并不均勻，而是由頂端向下逐漸減小。(2)對(duì)FeGa納米球殼陣列進(jìn)行光學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果表明隨著納米陣列結(jié)構(gòu)尺寸的增加，吸收峰在大范圍內(nèi)發(fā)生紅移，并且通過(guò)對(duì)納米陣列的結(jié)構(gòu)單元尺寸及厚度的調(diào)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)峰位﹑峰強(qiáng)及峰寬的調(diào)控，并對(duì)納米陣列的光學(xué)吸收進(jìn)行了理論分析。(3)FeGa合金作為一種新型的磁性材料，具有較大的磁致伸縮系數(shù)和較小的飽和磁化強(qiáng)度，在外加磁場(chǎng)作用下能夠發(fā)生磁致伸