基于光子晶體的納米結(jié)構(gòu)材料的制備與研究.pdf

1、光子晶體是一種介電常數(shù)周期性變化排布的微結(jié)構(gòu)材料,有關(guān)光子晶體的研究已經(jīng)成為材料、物理、化學(xué)等學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一,其重大意義與當(dāng)年半導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)不相伯仲.本論文主要探討了三維光子晶體以及具有其結(jié)構(gòu)的三維有序大孔材料的制備及結(jié)構(gòu)和性能分析,首先我們用膠體法合成亞微米尺寸的單分散SiO<,2>微球,在重力場下自組裝成具有三維有序FCC晶體結(jié)構(gòu)的歐泊(opal)光子晶體,并對其進(jìn)行光學(xué)性能的表征.同時結(jié)合溶劑熱方法,將ZnS半導(dǎo)體量子點(diǎn)引入

2、模板中,制備了ZnS/opal系統(tǒng)光子晶體.用HF除去模板后,得到了三維有序的ZnS反歐泊光子晶體.通過透射光譜和掃描電鏡等表征手段,證實(shí)我們得到了質(zhì)量較好的ZnS/opal和ZnS反歐泊結(jié)構(gòu)的光子晶體.實(shí)驗(yàn)中以歐泊為模板利用了"體積模板法"和"表面模板法"得到了不同結(jié)構(gòu)的三維有序大孔碳."體積模板法"是在H<,2>SO<,4>的催化作用下,通過蔗糖的低溫?zé)峤饧案邷靥蓟诒容^溫和的條件下得到的."表面模板法"是在沒有H<,2>SO<,4

3、>加入的情況下,對歐泊表面進(jìn)行酸處理,并通過其作為熱解蔗糖的催化劑得到的大孔碳.氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)表明,大孔碳的比表面積高達(dá)668m<'2>g<'-1>,并研究了其吸附性質(zhì).同時還以其作為二次模板合成SnO<,2>半導(dǎo)體的大孔結(jié)構(gòu).我們還通過在歐泊模板中沉積金屬前驅(qū)物而后使其轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘冁噯钨|(zhì),制備出了有序大孔金屬鎳.氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)表明大孔金屬鎳具有相對較高的比表面積(19.93 m<'2>g<'-1>).并利用其作為CVD方法生長納米碳管的金屬