大面積薄膜結(jié)構(gòu)色成色機(jī)理及加工方法.pdf

1、在生物界中，顏色主要有兩種來源，色素色和結(jié)構(gòu)色。近年來，結(jié)構(gòu)色以其鮮艷低污染不易退色等優(yōu)點(diǎn)，逐漸受到重視。結(jié)構(gòu)色的形成主要機(jī)理有：薄膜干涉，光柵衍射，散射和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的光子晶體而產(chǎn)生的顏色。其中薄膜結(jié)構(gòu)色以其結(jié)構(gòu)簡單，顏色可控，可復(fù)制性好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。本文研究并實(shí)驗(yàn)了在同一表面實(shí)現(xiàn)多種不同顏色的大面積加工。主要進(jìn)行了以下幾方面的工作：
　　 1．檢測蝴蝶翅膀鱗片的微結(jié)構(gòu)并建模分析了其顏色產(chǎn)生機(jī)理。主要研究了大紫蛺蝶，鳳蝶，和

2、翡翠鳳蝶三種不同的蝴蝶翅膀上鱗片的微結(jié)構(gòu)，通過掃描電鏡透射電鏡而得到的微結(jié)構(gòu)圖及光譜分析而得到其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顏色的機(jī)理，并用不同模型理論對(duì)其進(jìn)行分析。
　　 2．研究分析了自組裝二氧化硅納米微球的成色機(jī)理。自組裝而產(chǎn)生的密排結(jié)構(gòu)可以由二氧化硅和空氣組成的不同占空比的多層膜結(jié)構(gòu)而進(jìn)行分析。通過二氧化硅在空氣中的填充比得到等較的薄膜厚度，利用傳輸矩陣法對(duì)其進(jìn)行分析，分析結(jié)果與所測得的光譜十分吻合。
　　 3．實(shí)現(xiàn)了同一表面多種顏

3、色多層膜的結(jié)構(gòu)色加工。通過掩膜來實(shí)現(xiàn)區(qū)分不同的顏色及形狀。掩膜由不透鋼材料經(jīng)線切割處理后加工而成，耐高溫，且平坦，因而邊緣效應(yīng)不明顯。采用了二氧化硅和二氧化鋯兩種材料交替鍍膜的方法，運(yùn)用電子束蒸發(fā)的薄膜沉積方法，λ/4系統(tǒng)被改進(jìn)為3λ/4系統(tǒng)應(yīng)用于加工以提高顏色的飽和度，從而得到鮮艷的結(jié)構(gòu)色。
　　 4．實(shí)現(xiàn)了在同一表面多種顏色單層膜的加工。鍍膜方法采用磁控濺射法，材料選取裝飾膜的常用材料氮化鋯，基底材料為不透鋼。分析可得，不同