采用溶胶凝胶协同自组装方法制备SiO_2反蛋白石结构薄膜及其光学性质研究

研究了溶胶凝胶协同自组装制备大面积高质量SiO_2反蛋白石结构薄膜的方法.向单分散的聚苯乙烯(PS)胶体溶液中添加SiO_2前驱物溶液,用垂直自组装法一步得到微球空隙中均匀填充有凝胶的复合PS胶体晶体薄膜,在空气中烧结去除PS后得到SiO_2反蛋白石结构薄膜.通过对添加前驱物溶液比例、自组装温度以及烧结温度等参数的研究,用不同粒径的PS微球制备了不同孔径的高质量SiO_2反蛋白石结构薄膜,用扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪对制备得到的薄膜样品进行显微形貌和成分表征,并测试了其透射光谱.结果表明:溶胶凝胶协同自组装法制备的SiO_2反蛋白石结构薄膜大面积高度有序,孔径可以控制且选择范围宽;薄膜的透射光谱带隙明显,带隙中心波长与理论计算结果相符.

圆柱形蛋白石和反蛋白石结构光子晶体的制备及其光学性质

研究了在圆柱曲面基底上自组装空心和实心的圆柱形蛋白石和反蛋白石结构光子晶体的方法.用垂直沉积法在不同曲率半径的毛细管内自组装了空心圆柱形聚苯乙烯(PS)蛋白石结构光子晶体薄膜和二氧化硅(SiO2)反蛋白石结构薄膜;用类重力沉积法制得实心圆柱形蛋白石和反蛋白石结构光子晶体,并讨论了这一生长方式中的状态变化过程及影响因素.用扫描电子显微镜对样品内部结构进行了表征,用光谱仪测试了光子晶体薄膜的反射光谱,结果表明:基底曲率半径和微球粒径的大小是影响空心蛋白石和反蛋白石薄膜质量的主要因素;微球大小是影响实心结构有序性的主要因素.