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《zno光子晶體的自組裝可控生長》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要光子晶體是最近二十年才發(fā)展起來的一類新型的材料。光子晶體是由兩種或者兩種以上介質(zhì)的周期性排列組成的有序結(jié)構(gòu)的晶體，其最基本特征是具有光子禁帶(PhotonicBandGap)，頻率處于禁帶內(nèi)的光子將無法傳播，就像電子在半導(dǎo)體禁帶中受到束縛一樣。正如對(duì)半導(dǎo)體材料的研究導(dǎo)致電子工業(yè)的革命一樣，對(duì)光子晶體這類新材料的研究將導(dǎo)致光子技術(shù)領(lǐng)域的革命，在這場(chǎng)革命中，光子將代替電子作為信息傳遞的主要載體。光子晶體中光子禁帶的發(fā)現(xiàn)具有巨大的應(yīng)用潛力，因此，光子晶體的研究引起了物理、化學(xué)、電子、光學(xué)等領(lǐng)域科學(xué)家的廣泛興趣。當(dāng)前光子晶體的應(yīng)用主要集中在光子晶體反射器件、發(fā)光二極管、濾波器、光波導(dǎo)、
2、低閾值激光器、光予晶體光纖等方面。光子晶體能否盡快實(shí)用化，關(guān)鍵在于光子晶體制備技術(shù)的發(fā)展。通過近二十年的研究，微波波段、亞毫米和遠(yuǎn)紅外波段的光子晶體的制備工藝已經(jīng)比較成熟。但近紅外到可見光波段的三維光子晶體的制備仍是難點(diǎn)之一。目前多采用Si02、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ZnS等，通過自組裝法制成的三維光予晶體，雖然它們?cè)诮t外到可見光波段可以產(chǎn)生光子禁帶，但由于其折射率對(duì)比值較小．以Si02為例為1．5：1，再加上膠體球因排列緊密而占有過大的體積，從而使得禁帶寬度很窄。ZnO是一種寬禁帶半導(dǎo)體，在可見光范圍具有較高的折射率，同時(shí)它還具備許多優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)，極
3、有希望成為新一代自組裝光子晶體。目前，國內(nèi)外關(guān)于ZnO光予晶體的報(bào)道較少。本文概述了各種制各光子晶體的方法和原理，并綜述了光予晶體的最新研究進(jìn)展。利用膠體自組裝法制備了ZnO光子晶體，并通過控制反應(yīng)溫度、溶液A用量、膠體懸浮液的濃度、前處理溫度、基片潔凈度等因索，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)ZnO光子晶體的可控生長。分別對(duì)重力自組裝法、滴涂法、旋涂法進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，找出各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。利用透射光譜及反射光譜研究了影響ZnO光子晶體的光子禁帶的工藝參數(shù)；利用x射線衍射儀分析了ZnO光子晶體的結(jié)晶和取向性能；利用熒光分光光度計(jì)，研究了不同前處理溫度下的ZnO光子晶體的光致發(fā)光譜。關(guān)鍵詞：自組裝，ZnO
4、，膠體球，光子晶體，光禁帶ABSTRACTAbstractRecently,photoniccrystals(PCs)haveattractedmuchattentionfrombothfundamentalandpracticalpointsofview,becausenovelphysicalconceptssuchasphotonicbandgap(PBG)havebeentheoreticallypredictedandvariousapplicationsofPCshavebeenproposed．PCsareperiodicdielectricstructuresdes
5、ignedtocontrolthepropagationofelectromagnetic(EM)wavesbydefiningallowedandforbiddenenergybandsinthephotondispersionspectrum．OneofthecharacteristicpropertiesofPCsisthepresenceofaPBGAtthePBGwavelength，propagationofphotonsisinhibitedinsidethePCstructure．Thiscreatesaperiodicallyvaryingscatteringpo
6、tentialforlight,givingthematerialopticalpropeaiessimilartotheelectricalpropertiesofasemiconductor．Thisopensintriguingperspectivesinphotonicapplicationslikeopticalfibersorhighbendinganglewaveguides．However,itisagreatchallengetofabricatethesePCswithaPBGatopticalandnear-infraredfrequencies，andtos
7、howasignificanteffectonthespontaneousemissionrate．Incontrast，chemicalassemblyofordereddielectricsprovidesasimplerandlesscosilyapproachtogeneratinglarge—scalePCs．Thesetechniquesmakeuseofthespontaneousassemblyofsubmicronparticlesintospeci
