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等温热蒸发诱导自组装设备的设计与搭建及蛋白石光子晶体的制备

作　者: 李志慧
导　师: 池元斌
学　校: 吉林大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 自组装法热蒸发二氧化硅微球光子晶体蛋白石正硅酸快速制备亚微米级 crystal colloidal 扫描电镜照片完全带隙生长法粒径晶体制备晶格点 prepare 三维有序制备方法 heating
分类号: O782
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

描述了一种快速制备高质量蛋白石光子晶体的方法,即等温热蒸发诱导自组装法,为快速制备完全带隙光子晶体奠定了基础。首先用种子生长法制备高质量亚微米级二氧化硅微球,与传统Stober法的区别在于：多次添加正硅酸乙酯；调控种子长大的生长条件；控制微球的数密度。对等温热蒸发诱导自组装法生长光子晶体的条件进行了研究,结果表明：该方法的关键条件是实验温度,当温度设定略高于溶剂(本论文用的是乙醇)的沸点时,蒸发的速度便会高于小球沉积的速度,保证了溶液对流,带动小球到达晶体生长前沿的位置,从而提高了晶体的生长速度。总结了该方法的优点：制备时间短,重复性高,对球的大小没有特殊限制。搭建了一台等温热蒸发诱导自组装法装置,并用该设备制备出高质量的蛋白石光子晶体,总结出光子晶体制备的适宜条件：蛋白石光子晶体的制备采用乙醇作溶剂,温度设定在79.2℃,二氧化硅微球的质量分数为2.0%-6.5%可制备质量较高的胶体晶体。扫描电子显微镜照片表明样品在较大范围内保持单晶面心立方密排有序结构,其(111)面与衬底表面平行。

全文目录

内容提要  4-7
第一章绪论  7-14
  §1.1 光子晶体的概念  7-8
  §1.2 光子晶体的特征  8-10
    §1.2.1 光子带隙  8-9
    §1.2.2 光子局域  9-10
    §1.2.3 光子晶体的其他特征  10
  §1.3 光子晶体的结构  10-11
  §1.4 光子晶体的应用  11-14
    §1.4.1 在光电元件方面的应用  11-13
    §1.4.2 光子晶体的其他方面的应用  13-14
第二章单分散二氧化硅微球的制备  14-25
  §2.1 Stober法  14-15
  §2.2 种子生长法  15-16
  §2.3 二氧化硅微球的制备  16-24
  §2.4 本章小结  24-25
第三章等温热蒸发诱导自组装法制备光子晶体的原理与设备搭建  25-32
  §3.1 光子晶体的制备技术概况  25-26
  §3.2 等温热蒸发诱导自组装法制备胶体晶体的原理、条件和优点  26-29
    §3.2.1 等温热蒸发诱导自组装法自组装胶体晶体的原理.  26-28
    §3.2.2 等温热蒸发诱导自组装法制备胶体晶体的条件和优点  28-29
  § 3.3 设备的设计与搭建  29-31
  § 3.4 本章小结  31-32
第四章蛋白石光子晶体的制备  32-42
  § 4.1 实验  32
  § 4.2 结果及讨论  32-41
    § 4.2.1 微球浓度对光子晶体质量的影响  35-37
    § 4.2.2 温度对光子晶体质量的影响  37-39
    § 4.2.3 微球质量对光子晶体质量的影响  39-41
  § 4.3 本章小结  41-42
参考文献  42-46
致谢  46-47
中文摘要  47-49
Abstract  49-51

等温热蒸发诱导自组装设备的设计与搭建及蛋白石光子晶体的制备

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