【摘要】：光子晶體是一種折射率呈現(xiàn)周期性變化的材料,在光電器件方面應(yīng)用廣泛。光子晶體顆粒的制備,通常需要通過蒸發(fā)或者萃取方式移除溶劑,蒸發(fā)方式移除溶劑速度慢,需要加熱;萃取方式移除溶劑速度快、不需要加熱。本文擬利用萃取法制備光子晶體顆粒,并對其組裝質(zhì)量的影響因素進(jìn)行研究,具體的研究內(nèi)容與結(jié)果如下:首先,在氣-水-油三相界面處利用溶劑萃取法制備出光子晶體顆粒,并利用顯微攝影、SEM和顯微光譜儀對其進(jìn)行觀測與表征,對其形成機(jī)理和光學(xué)特性進(jìn)行分析。結(jié)果表明:光子晶體在三相邊界處開始組裝,慢慢向中間生長,最后組裝成光子晶體顆粒;其上表面凹陷,下表面平整,呈馕餅狀;其微觀結(jié)構(gòu)以面心立方排列,上表面邊緣的有序度高;其光子帶隙在530nm-550nm處。其次,研究了PS質(zhì)量分?jǐn)?shù)、萃取速率、蒸發(fā)速率對馕狀光子晶體顆粒形貌和組裝質(zhì)量的影響,結(jié)果表明:隨著PS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大,其形狀由環(huán)狀變?yōu)殁螤?PS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%時,其組裝質(zhì)量最好;隨著萃取速率的變大,其下表面組裝質(zhì)量變差,上表面變化不明顯;隨著蒸發(fā)速率的變大,其組裝質(zhì)量提高。最后,在油相中利用溶劑萃取法制備光子晶體顆粒,并研究了PS質(zhì)量分?jǐn)?shù)和萃取速率對其形貌的影響。結(jié)果表明:利用溶劑萃取法在油相中能制備出類多面體光子晶體;隨著PS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,光子晶體顆粒的球形度提高;隨著萃取速率的增加,其形狀由球形變?yōu)轭惗嗝骟w;具體表現(xiàn)為:當(dāng)正丁醇和正辛醇體積比大于1:1時,其形狀為類多面體;當(dāng)正丁醇和正辛醇體積比小于或等于1:1時,其形貌趨向于球形。
【圖文】：

第1 章 緒論光子晶體只有一個方向上有光子頻率禁帶并且其介電常數(shù)只在一個列分布，這種光子晶體稱為一維光子晶體。目前，一維光子晶體已經(jīng)鏡片上的多層薄膜，以及布拉格反射鏡等。光子晶體的介電常數(shù)在兩個垂直方向上周期排列分布，并且在水平，這種光子晶體稱為二維光子晶體。目前，二維光子晶體在提高光子輸性能和光子晶體波導(dǎo)傳輸能力方面作用明顯。光子晶體的介電常數(shù)在三個方向上都周期排列分布，這種光子晶體晶體。相比于一維光子晶體和二維光子晶體，其自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制備難制備過程中所需的材料和制備方法要求較高。但三維光子晶體的光良，應(yīng)用前景好。

和靜電力等）作用力下自發(fā)組裝成三維有序結(jié)構(gòu)的方法[47]�；瘜W(xué)快，大大節(jié)約了時間成本，但后續(xù)處理的過程中容易引入雜質(zhì)，除較麻煩。但化學(xué)制備法與物理法相比，具有操作簡單、經(jīng)濟(jì)適用的子晶體常用的方法。常見的光子晶體的化學(xué)制備方法有重力沉降法法[49]、漂浮組裝法[50]等。1）重力沉降法力沉降法主要是利用密度差的原理，將懸浮液中膠體顆粒和介質(zhì)重降，形成三維有序結(jié)構(gòu)。重力沉降法操作簡便，但是薄膜的組裝周時間受懸浮液中膠體顆粒與介質(zhì)密度差異影響。2）垂直沉積法直沉積法如圖 1.2 所示，其基本原理是通過加熱模板顆粒懸浮液，液界面的表面張力和顆粒間的毛細(xì)管力作用下，在基底上進(jìn)行有序薄膜。該方法的優(yōu)點可對膜的厚度將進(jìn)行控制，缺點是對基底的平高，，并且制備周期較長。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O734

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本文編號：2666170