液晶--金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的制備及光譜性能研究.pdf

1、金屬納米結(jié)構(gòu)由于其表面的等離子體共振效應(yīng)所引起的光學(xué)特性正受到越來越多的關(guān)注，尤其是在熒光增強(qiáng)，生物檢測，動態(tài)顏色顯示，防偽識別等領(lǐng)域有重要的研究和應(yīng)用價值。與此同時，在液晶與金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合材料方面，由于液晶的取向而產(chǎn)生的特性，賦予了金屬納米結(jié)構(gòu)新的活力。在外場對液晶進(jìn)行刺激，使液晶發(fā)生取向變化而調(diào)控金屬納米結(jié)構(gòu)表面等離子體共振效應(yīng)的變化成為一新的研究熱門。本文設(shè)計了兩種不同的液晶-金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合體系，并對這兩種體系的光譜性能進(jìn)行了

2、研究。
　　首先，制備了金納米棒-向列相液晶彈性體復(fù)合材料薄膜，并測試了其在平面取向下液晶取向與偏正光角度分別為0°與90°時透射光吸收光譜。通過研究表明，在液晶取向與偏正光角度為0°時，金納米棒的縱向等離子體共振峰處于高強(qiáng)度;當(dāng)液晶取向與偏正光角度為90°時，金納米棒的縱向等離子體共振峰處于低強(qiáng)度。從偏光顯微鏡下觀察，夾角為0°時，薄膜呈藍(lán)綠色，夾角為90°時，呈粉紅色?；谝陨系难芯堪l(fā)現(xiàn)，利用二次曝光法在復(fù)合薄膜上實(shí)現(xiàn)了偏正二

3、向色的圖案。
　　其次，制備了金屬-介電質(zhì)-金屬三層復(fù)合等離子體納米結(jié)構(gòu)與向列相液晶的復(fù)合材料，測試了其在外電場調(diào)控下表面反射光光譜的變化。為了合理設(shè)計復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過以有限元法(FEM)為基礎(chǔ)的模擬軟件COMSOL進(jìn)行數(shù)字模擬，得到復(fù)合結(jié)構(gòu)中各個部分的具體參數(shù)。液晶分子在外電場的作用下從平面取向轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪比∠?，這使得等離子體金屬表面的有效折射率發(fā)生改變，從而調(diào)控了反射光譜。
　　綜上所述，本課題研究了兩種新型的液晶-金屬納米