Ta2Os反蛋白石結構光子晶體的制備及其目光學特性的研究.pdf

1、光子晶體及其器件的應用已成為世界研究領域的重要課題之一。本文用垂直沉積法，離心法，真空抽濾法制備了PS蛋白石模板，然后利用溶膠凝膠法滲透五氯化鉭/酒精溶液前驅(qū)體，高溫煅燒除去模板，獲得了可見光波段具有光子帶隙的三維五氧化二鉭反蛋白石光子晶體。
　　 樣品在掃描電鏡(SEM)觀察其形貌，發(fā)現(xiàn)用垂直沉積法制得的樣品具有較為完整有序的三維密堆積結構，質(zhì)量較好，最佳工藝參數(shù)為;乙醇／PS(固含量5．6％)體積比為12：1，加熱溫度50℃

2、，此法具有操作工藝簡單，易于控制，制備可重復性高等特點。在電子顯微鏡下，觀察到這種膠體晶體是面心立方(FCC)密排結構，(111)面平行于基底。
　　 對反蛋白石結構進行形貌觀察，看到其孔道排列有序，說明所制各的PS蛋白石模板規(guī)整性也很高，反蛋白石結構的孔徑約310nm左右，與PS的粒徑相近。通過EDS成分分析、XRD晶體結構分析、TG熱重分析等表征手段測試，表明制各過程中首先生成含結晶水的物質(zhì)TsO53H3O，然后高溫失水得到

3、其晶體結構為正交(斜方)晶系的Ta2Os。
　　 本文還采用基于傳輸矩陣法的Translight光子帶隙模擬軟件對所得三維結構進行了光子特性的分析，得到了聚苯乙烯的粒徑與光子帶隙的對應關系。計算結果表明：當光垂直入射時，相對于Ps蛋白石模板，填充Ta2O5后完全帶隙沒有增寬只是發(fā)生了紅移；而Ta2Os反蛋白石結構光子帶隙增寬且發(fā)生了藍移，且?guī)稁缀醺采w整個紅光波段。隨著入射角偏移量的增加，帶隙都發(fā)生藍移且變窄。另外計算也能為光子