Ta2Os反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體的制備及其目光學(xué)特性的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、光子晶體及其器件的應(yīng)用已成為世界研究領(lǐng)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(jié)構(gòu),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(fù)性高等特點(diǎn)。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(jié)構(gòu),(111)面平行于基底。
   對(duì)反蛋白石結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)晶水的物質(zhì)TsO53H3O,然后高溫失水得到

3、其晶體結(jié)構(gòu)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(duì)所得三維結(jié)構(gòu)進(jìn)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(duì)應(yīng)關(guān)系。計(jì)算結(jié)果表明:當(dāng)光垂直入射時(shí),相對(duì)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(jié)構(gòu)光子帶隙增寬且發(fā)生了藍(lán)移,且?guī)稁缀醺采w整個(gè)紅光波段。隨著入射角偏移量的增加,帶隙都發(fā)生藍(lán)移且變窄。另外計(jì)算也能為光子

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