【摘要】：近些年來,光子晶體成為了材料學(xué)、光子學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)等諸多學(xué)科的一個重要的研究領(lǐng)域。光子晶體是一種材料的折射率按周期排列而成的人工材料,能夠產(chǎn)生光子禁帶。如果光的頻率落在光子帶隙內(nèi),無論其偏振及傳播方向,這個頻率的光都禁止在光子晶體內(nèi)傳播。經(jīng)過多年理論和應(yīng)用的研究,光子晶體在多個領(lǐng)域中呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。光子晶體的制備是其開展應(yīng)用的基礎(chǔ),目前光子晶體的常用制備方法包括自組裝、光刻和光學(xué)全息等。本論文中,我們使用雙光束干涉法制備了基于半導(dǎo)體納米顆粒周期排列的一維光子晶體,該制備方法具有工藝簡單、可重復(fù)性好、與當(dāng)前光集成工藝兼容性好等特點,利用該制備方法將可能實現(xiàn)大面積光子晶體的制備。本論文的主要內(nèi)容包括:1.量子點的制備和內(nèi)含大量量子點薄膜的制備。實驗中,利用膠體合成工藝分別制備了硒化鎘量子點(CdSe QDs)和硒化鎘/硫化鎘核-殼結(jié)構(gòu)量子點(CdSe/CdSQDs),并對制備好的量子點從透射電鏡和發(fā)光特性進(jìn)行表征。將制備好的CdSe/CdSQDs摻入少量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)聚合物,充分混合后,使得CdSe/CdS QDs在其中均勻分布,如果對這種含有量子點的聚合物進(jìn)行固化,可以得到固態(tài)薄膜。2.利用雙光束干涉法,制備基于納米顆粒周期排列的一維光子晶體。實驗中,通過搭建簡單的、容易實現(xiàn)的雙光束干涉光路,形成明暗相間的干涉周期光場。將周期光場照射在含有CdSe/CdS QDs的PVP樣品上,在樣品上形成一個周期性的勢阱,用來捕獲CdSe/CdS納米顆粒。經(jīng)過長時間的輻照,內(nèi)含CdSe/CdS納米顆粒的PVP混合溶液會被固化,形成內(nèi)含有大量CdSe/CdS納米顆粒周期性排列的固態(tài)薄膜。通過對制備好的樣品從衍射特性和微區(qū)元素分析進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)該固態(tài)薄膜就是一個一維光子晶體薄膜。
[Abstract]:In recent years, photonic crystals have become an important research field in materials, photonics, applied physics and many other disciplines. Photonic crystal is a kind of artificial material whose refractive index is arranged periodically, which can produce photonic band gap. If the frequency of the light falls in the photonic band gap, it is forbidden to propagate in the photonic crystal regardless of its polarization and propagation direction. After many years of theoretical and practical research, photonic crystals in many fields show a broad application prospects. The preparation of photonic crystals is the basis of their application. At present, the commonly used preparation methods of photonic crystals include self-assembly, photolithography and optical holography. In this thesis, we prepared one-dimensional photonic crystals based on periodic arrangement of semiconductor nanoparticles by double-beam interferometry. This method has the advantages of simple process, good reproducibility and good compatibility with the current optical integration process. It is possible to fabricate large area photonic crystals by using this method. The main contents of this thesis include: 1. The preparation of quantum dots and the preparation of thin films containing a large number of quantum dots. In the experiment, cadmium selenide quantum dots (CdSe QDs) and cadmium selenide / cadmium sulfide core-shell structure quantum dots (CdSe/CdSQDs) were prepared by colloidal synthesis process. The prepared quantum dots were characterized by transmission electron microscopy and luminescence. The prepared CdSe/CdSQDs was mixed with a small amount of polyvinylpyrrolidone (PVP) polymer, and then the CdSe/CdS QDs was uniformly distributed in the polymer. If the polymer containing quantum dots was cured, the solid film could be obtained. One-dimensional photonic crystals based on periodic arrangement of nanocrystalline particles were prepared by double beam interferometry. In the experiment, the interference periodic light field between light and dark phase is formed by setting up a simple and easy to realize double beam interference path. The periodic light field was irradiated on the PVP sample containing CdSe/CdS QDs, and a periodic potential well was formed on the sample, which was used to capture the CdSe/CdS nanoparticles. After irradiation for a long time, the PVP mixed solution containing CdSe/CdS nanoparticles will be solidified to form a solid film with a large number of CdSe/CdS nanoparticles arranged periodically. It is found that the solid film is a one-dimensional photonic crystal thin film by analyzing the diffraction characteristics and microelements of the prepared samples.
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O734

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4 姚，

本文編號：2154537