光子晶体用二氧化硅胶体球的改性制备及其自组装

采用一步法制备了表面接枝甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(MPS)的单分散SiO2胶体球,并通过垂直沉积法在40℃、60%相对湿度下组装出有序性较好的密排结构的SiO2光子晶体.傅立叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)结果证明SiO2胶体球表面接枝上了MPS;扫描电子显微镜(SEM)结果表明改性后SiO2胶体球平均粒径为284nm,单分散性较高,平均标准偏差＜5%;制备出的光子晶体是面心立方(fcc)紧密堆积结构;吸收光谱表明,所制备的光子晶体在(111)方向具有光子晶体的带隙特性,带隙中心波长为646nm.     

CdSe-SiO2光子晶体的垂直沉积及近红外变频特性

在氧化铟锡玻璃上电化学合成了CdSe薄膜,采用垂直沉积法首次在CdSe薄膜上制备了SiO2胶体晶体, 实现了CdSe表面介电常数的调节.扫描电镜观察表明,500nm微球在CdSe薄膜上呈面心立方密堆结构排列,在微米尺度上胶体晶体显示出一定的多晶序.与SiO2胶体晶体相比,CdSe-SiO2光子晶体的UV-vis-NIR透射谱只有一个较宽的光子带隙,带隙在近红外波段随入射角减小向短波方向移动.所得CdSe-SiO2光子晶体样品可作为地面目标针对红外卫星成像的伪装材料.     

单分散SiO2微球的合成及胶体晶体的生长

对传统的"Stober-Fink"合成SiO2微球的工艺进行了改进,运用"籽晶生长法"合成了单分散SiO2微球,该法可以准确地控制微球尺寸,提高微球的球形度.采用垂直沉积法制备了胶体晶体,并对样品的结构和光学性能进行了表征.研究了微球尺寸对垂直沉积SiO2胶体晶体光子带隙的影响,结果表明,通过控制微球粒径,可调节光子晶体的带隙位置.     

单分散SiO2胶体球制备及其胶体晶体组装

运用胶体化学法在乙醇介质中合成SiO2胶体球,将制得的样品在30℃下用双氧水浸泡处理48h.用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-TR)、Zeta电位仪和标准氢氧化钠滴定法对其形貌、结构和表面电学性质进行分析.结果表明样品平均粒径为292nm,平均标准偏差小于5%;经双氧水浸泡处理后,SiO2胶体球表面羟基数目增多,在水溶液中的Zeta电位从-55.72mV提高到-63.26mV,表面电荷密度从0.19μC/cm2提高到0.28μC/cm2.通过垂直沉积法,在40℃和60%相对湿度条件下制备出有序性较好、密排结构的SiO2胶体晶体.在SEM下,观察到这种胶体晶体是面心立方(fcc)密排结构,其(111)晶面平行于基底.透射光谱表明,所制备的胶体晶体在(111)方向具有光子晶体的不完全带隙性质.     

NaCl改性SiO_2微球的制备及其自组装光子晶体研究

为提高SiO2微球的表面电荷密度,通过改进Stober法,引入电解质NaCl合成SiO2微球,并采用垂直沉积法制备出光子晶体.通过Zeta电位粒度仪、带EDS能谱仪的场发射扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见-近红外光谱仪对其电学性能、显微形貌和光学性能进行测试分析.Zeta电位测试结果显示改性SiO2:微球的Zeta电位平均提高11.39mV;EDS能谱分析表明微球中含有钠元素;SEM照片表明样品平均粒径为334 nm,平均标准偏差小于5%,所得光子晶体为面心立方密排结构;吸收光谱表明在725nm处具有光子晶体带隙.     

二氧化硅胶体晶体的制备及其光子带隙特性

利用胶体颗粒悬浊液的自组织生长技术制备了两种二氧化硅胶体晶体．透射光谱表明：所制备的胶体晶体的光子带隙位于近红外波段,带隙的位置随胶体晶体中胶粒的尺寸而变化;且放置时间延长,带隙将发生蓝移．     

聚苯乙烯-银胶体晶体的制备及自组装行为

利用冠醚可与银离子复合的特性,制备了聚苯乙烯-冠醚乳胶粒,采用原位还原的方法在乳胶粒表面引入银纳米颗粒,通过垂直沉降,乳胶粒子可自组装成紧密堆积具有面心立方的聚苯乙烯-银胶体晶体。结果表明:引入聚苯乙烯-银乳胶粒表面的银为胶粒总质量的6.7%,乳胶粒具有以银纳米颗粒为壳,聚苯乙烯为核的核壳结构,乳胶粒大小为260 nm,并具有很好的单分散性。由于Bragg散射,该胶体晶带隙位于580 nm,在可见光区域产生明显的光子带隙而呈现出亮丽的绿色。     

双基片垂直沉降法自组装二氧化硅胶体晶体

采用St(o)ber法制备了适于自组装的单分散性的SiO2球体颗粒,再采用双基片垂直沉积法在无水乙醇中制备出SiO2胶体晶体.通过X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜(SEM)对胶体晶体的晶型和显微形貌进行测试分析.结果表明:所得SiO2球体颗粒为无定形态,粒径为70～380nm,粒径随着氨水浓度的增大而增大;随着双基片间距增大,胶体晶体周期性排列越紧密有序,相同基片间距下,双尺寸胶体晶体更难以获得.     

近红外光学带隙硅三维光子晶体的制备

用溶剂蒸发法将单分散SiO2微球组装成三维有序结构的胶体晶体模板,用低压化学气相沉积法填充高折射率材料硅,酸洗去除SiO2模板,获得了硅反蛋白石三维光子晶体.通过扫描电镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外光谱仪对硅反蛋白石三维光子晶体的形貌、成分、结构和光学性能进行了表征.研究结果表明:Si在SiO2微球空隙内具有较高的结晶质量,填充致密均匀;通过控制沉积条件,可控制硅的填充率;制备的硅反蛋白三维光子晶体在近红外区(1.4μm左右)具有明显的光学反射峰,表现出光学带隙效应,测试的光学性能与理论计算基本吻合.     

单分散SiO_2胶体光子晶体的自组装制备与表征(英文)

使用Stber法化学合成了粒径在200-350nm之间的单分散SiO2,采用垂直沉积技术自组装制备了胶体晶体薄膜。通过扫描电镜与分光光度计对样品的微观结构与透过光谱进行了表征,结果表明,组成胶体晶体的SiO2微球呈面心立方结构,膜层的厚度可以通过胶体溶液的浓度加以控制,胶体膜层透射光谱中出现的峰值位置取决于SiO2微球的大小,并且与布拉格定律理论计算的结果相一致,透射光谱中光学阻带的深度可以通过改变胶体悬浮液中SiO2颗粒的体积分数来调控。