膠體晶體衍生三維結(jié)構(gòu)的水凝膠輔助解離及光學(xué)性能研究.pdf

1、近年來，光子晶體和金屬等離子激元納米光子結(jié)構(gòu)由于具有獨(dú)特的光與物質(zhì)相互作用能力，而被不斷研究發(fā)展，逐漸應(yīng)用于生物傳感、材料檢測、新型光源等多個領(lǐng)域。然而，在目前的研究中，上述兩種納米光子結(jié)構(gòu)的結(jié)合體-等離子激元晶體仍多被局限為一維或二維結(jié)構(gòu)，本身存在著一些局限性。因此，我們在研究金屬等離子激元時，采用我們獨(dú)特發(fā)展的水凝膠輔助解離技術(shù)，可控解離三維有序結(jié)構(gòu)，為三維金屬等離子激元晶體結(jié)構(gòu)的研究提出了一條新的有效途徑。本論文采用這種方法成功制

2、備得到兩種不同形狀的金屬等離子激元晶體結(jié)構(gòu)，并通過電磁學(xué)模擬結(jié)合實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)的研究了相關(guān)的光學(xué)性能。
　　作為基礎(chǔ)，我們采用膠體晶體模板輔助電化學(xué)沉積的方法制備得到了不同尺寸的Ni、Ag和ZnO反蛋白石結(jié)構(gòu)。再以ZnO為模板，成功得到了Ni蛋白石結(jié)構(gòu)。通過分別采用偏光顯微鏡和掃描電子顯微鏡(SEM)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，有效地表明了三維有序結(jié)構(gòu)的均勻性、完整性和周期性。
　　我們采用PHEMA水凝膠填充到三維有序的金屬結(jié)構(gòu)中，以實(shí)現(xiàn)

3、對結(jié)構(gòu)的輔助解離。當(dāng)水凝膠完全聚合之后，采用電化學(xué)拋光的方法對金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行腐蝕解離。在這一過程中，結(jié)構(gòu)中的水凝膠完全不阻礙溶液中的離子交換。并且當(dāng)金屬結(jié)構(gòu)斷裂時，可以起到很好的支撐作用，因而制備出了兩種不同形狀的金屬等離子激元晶體結(jié)構(gòu)。通過掃描電子顯微鏡對電化學(xué)拋光的過程進(jìn)行了表征，清楚地看到了金屬結(jié)構(gòu)從連續(xù)到不連續(xù)的全過程。
　　我們通過吸收光譜分析儀和自行搭建的光譜測試系統(tǒng)測量了實(shí)驗(yàn)樣品的反射光譜和透射光譜，同時使用FDTD