刺激響應性光子晶體材料的制備.pdf

1、光子晶體是一種超材料，其獨特的結構可以形成光子帶隙，對電磁波進行調控。利用此原理我們可以將功能材料通過分子印跡技術與光子晶體結合，制備出具有響應功能的光子晶體材料，把刺激響應材料在應答過程中發(fā)出的化學信號或者體積等變化轉化為光學信號，便于檢測，這在傳感和檢測領域有著十分廣闊的應用前景。光子晶體的特殊結構還可以對量子點的熒光性能進行調控，孔穴結構可以使熒光過程的熱交換效率變高，從而增強量子點的熒光性能，這對于生物標記和半導體器件領域也有重

2、要的意義。本文具體的研究內容和結果如下：
　　采用stober法在氨水提供的堿性條件下水解TEOS形成SiO2微球，得到的微球單分散性好、粒徑可控，采用乳液聚合法聚合苯乙烯單體制備聚苯乙烯微球，得到的微球單分散性好、球形度高，采用垂直沉降自組裝法使微球在溶劑揮發(fā)的過程中自組裝于基片上，形成蛋白石結構光子晶體結構，光子晶體的表面完整、無明顯缺陷、結構色明顯，適合作為反蛋白石結構光子晶體的模板材料。
　　將分子印跡技術引入光子晶

3、體材料，制備出甲基丙烯酸反蛋白石結構的光子晶體。經測試，反蛋白結構光子晶體對溫度、溶劑濃度和鹽離子濃度都具有響應功能，隨著溫度的升高衍射峰紅移，強度增高；隨著乙醇溶劑濃度的升高衍射峰強度變高；隨著鹽離子濃度增加衍射峰藍移。以丙烯酰胺為功能單體制備出光子晶體水凝膠，凝膠作為骨架材料在發(fā)生膨脹及收縮時會直接影響微球的晶格間距，從而改變結構色，經測試其對溫度以及PH具有響應效果，并且衍射峰的變化較大，顏色變化肉眼可以識別。
　　采用水溶

4、液合成法制備CdTe量子點水溶液，量子點的粒徑大小隨著回流時間增加而變大，并且發(fā)射光譜紅移。調節(jié)到不同的濃度得到了最佳熒光效果濃度為1mmol/L。將量子點與光子晶體結合形成復合薄膜，比較熒光性能發(fā)現光子晶體的結構可以提升量子點的熒光強度。
　　綜上所述，本文成功制備出了SiO2和聚苯乙烯蛋白石結構光子晶體，優(yōu)化了反應條件，進行了性能研究；制備出甲基丙烯酸反蛋白結構光子晶體，并對其進行了刺激響應測試；制備出了CdTe量子點并將其與