層層自組裝法制備ZrO2-SiO2光子晶體結構色的研究.pdf

1、自然界中的顏色分為色素色和結構色。相比于色素色，結構色具有高亮度，高飽和度，永不褪色的優(yōu)點。而人工光子晶體是人工結構色的主要來源。光子晶體分為一維、二維及三維光子晶體。相比于二維、三維光子晶體，一維光子晶體具有結構簡單，易于制備的優(yōu)點。
　　本課題選用ZrO2溶膠和SiO2溶膠作為一維光子晶體的組裝材料，并采用旋涂法組裝了ZrO2/SiO2一維光子晶體。
　　首先，采用一步水熱法制備了粒徑小、分布窄的ZrO2納米溶膠。在制備

2、過程中，以ZrO(NO3)2·8H2O為鋯前軀體，氨水為沉淀劑。分別研究了反應溫度、pH、反應時間及陳化時間對產物的粒徑大小和分布的影響。得出反應最佳條件為:反應溫度為160℃，反應pH=3.5，反應時間t=11h，所得產物為泛淡藍色乳光的透明水溶膠，產物平均粒徑為29.65 nm，PDI為0.251，表面Zeta電位為27.9 mV。
　　探究了SiO2溶膠的溶度、pH對SiO2納米溶膠的粒徑、PDI及表面Zeta電位的影響。并

3、采用了旋涂法制備了ZrO2及SiO2薄膜，還探討了溶膠的濃度、旋轉次數及轉速對氧化物薄膜厚度的影響。
　　采用旋涂法，通過ZrO2和SiO2納米溶膠層層組裝制備了目標一維光子晶體結構色膜。在組裝過程中，通過調控溶膠的濃度、薄膜的厚度、堆疊數目等對一維光子晶體的反射波譜等光學性質進行了探討。研究表明:隨著入射角度的增大，光子晶體的光子禁帶發(fā)生藍移，這表明了一維光子晶體的角度依存性;隨著Bragg堆疊厚度的變大，光子禁帶發(fā)生紅移;隨著