自組裝膠體（光子）晶體及其改性.pdf

1、光子晶體作為一種空間周期性排列的介電結(jié)構(gòu)，是在二十世紀(jì)八十年代末發(fā)展出來的一種全新的功能材料。它是將介電常數(shù)不同的介質(zhì)材料在空間中作周期性排列，以改變在其間傳播的光的性質(zhì)。 本論文主要通過制備方法和工藝條件的控制制備光子晶體的組成單元——單分散聚苯乙烯(PS)微球和單分散SiO2微球，并采用垂直沉積法(提拉法)將這些單元自組裝成周期性結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，嘗試?yán)靡恍┕δ懿牧稀狢dSe、PbS來改性膠體晶體。通過XRD、TEM、S

2、EM、UV-Vis透射光譜、FTIR等分析測試手段對制備的材料、結(jié)構(gòu)與性能及它們之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律進行了表征和研究。 首先通過對各種合成方法、合成路線、合成配方、控制條件進行研究和總結(jié)，系統(tǒng)完整的確立了一套應(yīng)用于實驗室的單分散聚苯乙烯(PS)體系和單分散SiO2體系。得到了高圓度、窄粒徑分布(平均偏差＜5％)，50nm-2um的單分散PS微球和10nm-1um的單分散SiO2微球，通過對其的表征可以知道這些微球完全滿足形成可見光、近

3、紅外、紅外波段膠體晶體的要求。 然后，對于獲得的單分散PS微球和SiO2微球，利用垂直沉積法(提拉法)制備出面心立方膠體晶體；利用UV-Vis透射光譜研究面心立方膠體晶體的不完全帶隙效應(yīng)，利用場發(fā)射掃描電鏡觀察膠體晶體的結(jié)構(gòu)特點和缺陷情況。通過UV-Vis透射光譜和SEM結(jié)構(gòu)照片判斷、確定和優(yōu)化了垂直沉積法主要制備工藝參數(shù)(濃度、溫度、濕度等)。利用光學(xué)顯微鏡對膠體晶體的生長過程做了研究。并對其進行溫度處理及多層結(jié)構(gòu)進行了研究，

4、開發(fā)出了限制垂直沉積法制備膠體晶體。 利用幾種典型的物質(zhì)對膠體晶體進行改性。采用濕化學(xué)方法，研究建立PS微球表面沉積包覆CdSe納米晶的制備技術(shù)，研究復(fù)合微球的自組裝行為，對其帶隙作了表征。利用二次沉積技術(shù)制備SiO2反蛋白石結(jié)構(gòu)，利用SEM對其結(jié)構(gòu)作了表征，并利用UV-Vis透射光譜對其帶隙作了研究。制備并研究了PbS單分散納米顆粒，并嘗試分別用PbS納米顆粒與PS微球共沉積自組裝法和靜壓滲透法在膠體晶體中引入所得的PbS納米