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三维光子晶体的化学方法制备与应用

描述了光子晶体的基本概念、特征及其材料组成。并详细介绍了用自组装制备三维半导  (本文共5页) 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

阳极氧化铝光子晶体的制备与应用

光子晶体因其自然属性所具有的潜在优势和应用价值,现已成为光学与光电子学领域的研究热点之一。基于层状结构多孔阳极氧化铝(AAO)的一维光子晶体,因为其制备工艺简便稳定、成本低廉,结构调整灵活,光学性能优异而受到研究者的关注。本文通过阳极氧化方法制备了层状结构一维AAO光子晶体,探讨了其光子禁带的位置、深度、宽度的控制方法,并尝试将其应用在铝及铝合金着色,以及化学传感器领域中。本文利用周期性变电压法,在低温(0~5°C)下制备了一维AAO光子晶体,实现了AAO光子晶体的大面积制备,其微观形貌大面积有序,结构色均匀。通过电沉积技术,将黑色金属沉积到AAO管道底部,使得光子晶体能够在铝基上显示结构色。并且,通过调节层间距与AAO膜的孔隙率,成功地调整了光子晶体的禁带位置。本文利用模拟计算的方法,研究了两个关键结构参数:层间光程差和层间孔隙率差值,对光学性能的影响。计算结果表明,增大层间孔隙率是提升一维AAO光子晶体光学性能的关键。通过对...  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(理化技术研究所)
中国科学院研究生院(理化技术研究所)

微尺度聚合物光子学器件构筑及性能研究

聚合物光子学是通过融合聚合物特性和光子学原理,以发展聚合物光子学器件及其应用为目标的一门学问,已成为推动信息技术发展不可或缺的新生力量。各种性能优异的聚合物光子学材料不断涌现,极大地丰富了聚合物光子学的研究领域。聚合物光子学的进一步发展,要求开发新的聚合物光子学器件,尤其是微纳米尺度的三维光子学器件。传统的以光刻蚀技术为代表的微加工技术大多属于平面加工技术,并不适合三维微结构的加工,难以实现三维集成光学器件的制备。目前,这个问题已经成为制约聚合物光子学进一步发展的“瓶颈”,亟待解决。本论文的研究目的是,针对激光染料在聚合物中易团聚而导致其发光特性降低的问题,运用新型聚合物材料提高激光染料在聚合物中的分散性,从而达到提高激光染料在聚合物中的发光特性的目的。在此基础上,采用自组装技术和双光子三维微加工技术,探索三维光子学微结构与器件的制备方法,研究这类微结构与光相互作用的机理与调控机制,为发展新型聚合物光子学器件提供途径与基础。本论...  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

清华大学
清华大学

基于化学反应的多功能光子晶体体系的研究

光子晶体是一类具有周期性介电常数结构的材料。独特的周期性结构使得光子晶体能够对光的传播进行调制。独特的内部结构赋予了光子晶体信号自表达的特性。这种性质使光子晶体在光学调控、化学传感、生物工程等方面具有广泛的应用。光子晶体独特的结构与光学特性使其成为一个优秀的平台,可以与多种功能材料相结合。将光子晶体与化学反应相结合是近年来光子晶体研究的前沿热点。化学反应的多样性不仅拓宽光子晶体的传感应用领域,更赋予了光子晶体极大的拓展性。化学反应与光子晶体的光学特性、孔道特性以及信号自表达特性的有机结合,能够开发新颖的多功能材料。本文探究了几种光子晶体结合与不同的化学反应结合所形成的新型多功能材料。首先,基于马来酰亚胺-巯基的特异性反应与光子晶体的信号自表达特性,发展了一种高灵敏的乙酰胆碱酯酶活性传感平台。该平台具有较低的乙酰胆碱酯酶检出极限;同时,受惠于光子晶体便利的操作与裸眼观察的特性,这种光子晶体平台能够适用于多场合的实际应用。此外,基于...  (本文共101页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

核壳型有序异质结光催化剂的制备及其降解水中有机污染物的性能

光催化是一种有效的环境污染控制技术,但常用的TiO2粉末光催化剂具有量子效率低、不能利用可见光、较难分离回收等缺点,成为限制其发展的瓶颈。半导体与半导体或金属形成的异质结的内建电场能够为光致电子-空穴分离提供驱动力,提高量子效率;将异质结光催化剂制备成光子晶体的结构,能够利用其慢光效应来实现光的富集。异质结的窗口效应可以叠加两种材料的光响应能力,将光吸收范围拓展到可见光光区;这些从物理和光学领域引入的原理有助于设计出高效光催化剂,克服目前光催化技术领域存在的问题。本论文围绕以上内容,主要开展了以下几个方面的工作:(1)结合电沉积和化学气相沉积法在Ti片上制备了有序的TiO2包覆Pt纳米管(TiO2/Pt-Ti)肖特基结阵列电极。电极为致密的同轴纳米管阵列结构,Pt纳米管平均外径为100 nm,TiO2层厚度为40 nm。X射线衍射(XRD)和手动半导体测试仪显示TiO2层为锐钛矿相,并且TiO2/Pt-Ti肖特基结阵列具有明显的...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

扬州大学
扬州大学

三维光子晶体制备与模拟仿真研究

光子晶体是一种介电常数周期性变化的材料,由于其具有控制和调节光子运动的性质,因此在光通信及光集成等领域具有巨大的应用前景。目前,光子晶体已经成为了世界范围内的一个研究热点。研究光子晶体的关键主要在于如何制备光子带隙范围在可见光和近红外的宽带隙光子晶体结构。本文利用实验制备和模拟仿真的方法对三维光子晶体进行了较深入的研究,具体研究内容和取得的主要成果如下:1、采用改进的stober法制备得到了不同粒径的Si02微球,通过扫描电镜的表征,观察到实验制备的Si02微球具有良好的球状外形和单分散性。通过对不同反应条件下所制备的Si02微球的SEM图进行分析,发现反应条件和反应物的配比对生成的Si02微球有着比较明显的影响,并研究了无水乙醇的量、浓氨水的量、TEOS混合溶液的滴加速度对微球的大小和单分散性的影响。2、采用垂直沉积法,成功制备了微球粒径为300nm到500nm之间的三维Si02光子晶体,并通过SEM对样品的表面形貌进行了表征...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>