导读:本文包含了胶体光子晶体薄膜论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:胶体光子晶体薄膜,规模化制备,氧化锌,光催化
胶体光子晶体薄膜论文文献综述
武肖洁[1]（2017）在《胶体光子晶体薄膜的规模化制备及应用》一文中研究指出胶体光子晶体是由单分散微米或亚微米级别的有机和无机胶体颗粒在重力、电场力、磁场力、剪切力或者毛细作用下组装形成的二维或叁维有序结构。胶体光子晶体因其周期性的有序排列而具有特殊的光电性质。因此,它在光学器件、光子晶体墨水、光子晶体印刷、染料、感应器、光电池和光催化材料等多方面具有应用价值。在胶体光子晶体领域,新型结构基元的匮乏是一个亟待解决的问题。最常见的光子晶体结构基元是二氧化硅(SiO_2)和聚苯乙烯胶体颗粒(PS),但是这两种物质的折射率较低,一定程度上限制了胶体光子晶体的应用范围。近年来,为了获得性能更加优越的胶体光子晶体,金属氧化物及半导体材料已经开始被用来合成新型的光子晶体结构基元。例如:Fe_3O_4、ZnS、ZnO、Cu_2O、Al_2O_3和TiO_2等。由于这些物质分别具有不同的化学性质,赋予了光子晶体更多的应用方向。此外,高效、经济、规模化的组装方法也是胶体光子晶体材料研究的关键。在过去十年中,人们通常采用垂直沉降法、浸渍提拉法、微乳流法、反相蛋白石法、震荡剪切法、旋涂法、以及受热力、磁场力和电场力诱导的组装方法来制备胶体光子晶体。虽然这些方法都能满足实验室规模的组装和应用,然而面向实际生产应用,我们必须开发更加高效的方法来实现光子晶体的规模化制备。本论文从新型光子晶体结构基元的合成和组装方法的探索这两方面展开研究。在第一个工作中,我们利用种子生长两步法合成了高度单分散、尺寸均匀可调的ZnO胶体颗粒,并通过挥发、浓缩和旋涂的过程将ZnO胶体颗粒组装成有序的胶体光子晶体薄膜。我们在保证胶体颗均匀度和稳定性的条件下可将合成体系扩大到1.5 mL,所合成的ZnO光子晶体薄具有明亮、饱和的结构色与均匀有序的内部结构。与无序的ZnO薄膜相比,有序的ZnO胶体光子晶体薄膜具有更高的光利用效率和更加优越的光电性质,并且在长时间的反应中可以保持良好的稳定性和光催化活性。将焙烧后的有序、无序ZnO胶体光子晶体薄膜应于光催化还原CO2,我们发现当光禁带与电子吸收能带相匹配时,ZnO胶体光子晶体薄膜具有更高的光催化活性。在这项工作,我们通过旋涂法合成了具有优越光催化活性的ZnO胶体光子晶体薄膜,实现了基于光子晶体结构光催化剂的规模化制备,为光子晶体在光催化领域中的应用奠定了基础。第二项工作中,我们利用LBL技术合成了具有超顺磁性质的复合纳米颗粒,并在溶剂挥发诱导和磁组装的协同作用下实现了胶体光子晶体薄膜的规模化制备。我们通过静电吸附作用依次将PEI和Fe_3O_4修饰在PS的表面,然后再包裹一层SiO_2。这种PS@PEI@Fe_3O_4@SiO_2胶体颗粒不仅尺寸可调、分布较窄,并且可以一次性进行大量的合成,为后续的组装奠定了良好的基础。我们通过调节PS的尺寸和SiO_2的厚度可以得到280 nm～450 nm的胶体颗粒,利用不同尺寸的胶体颗粒可以在磁场下组装出具有不同饱和结构色的光子晶体薄膜。此外,我们通过可见-近红外反射光谱证明了光子晶体薄膜高度均匀,并发现了薄膜干涉现象。最终,我们通过连续注入浓缩液的方式在亲水基底上进行了光子晶体薄膜的连续制备,仅仅利用12分钟就获得了长100cm、宽2cm的光子晶体胶带。整个组装过程不仅绿色环保、快速高效和节省原料,并且适用于多种日常生活中常见的基质材料,为光子晶体薄膜的应用提供了保障。(本文来源于《华东师范大学》期刊2017-05-01）
戴广超[2]（2017）在《基于二氧化硅胶体/碳点的荧光光子晶体薄膜的制备及性能研究》一文中研究指出光子晶体的概念提出以来,由于光子晶体独特的光学特性以及在光学器件中的重要潜在价值,各种各样叁维光子晶体的制备及应用吸引了越来越多学者的研究兴趣。其中,荧光光子晶体由于具有光子晶体光子禁带以及优异的荧光性能,受到科研工作者重点关注。荧光光子晶体制备中的关键问题是荧光源如何引入光子晶体。在荧光源方面,相对于传统荧光源的缺点,包括有机染料影响结构色彩、无机纳米晶体量子点有毒等。本论文采用碳点作为荧光源,碳点具有很多优势,比如合成简单、良好的生物相容性、无毒以及荧光稳定性好等。本论文设计了叁种不同的负载方法将碳点引入到光子晶体中,制备的荧光光子晶体体现了多功能性,同时具备两种光学模式特征:1)基于反射模式的结构色彩;2)基于荧光模式的发光特性;进而利用其特征将其应用于金属离子检测和染料敏化太阳能电池的背反射层中。通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、光纤光谱仪以及荧光分光光度计等测试手段,对样品的形貌、成分、结构以及光学性能作了研究,得到了以下主要结果:(1)水热法-垂直沉积法制备荧光光子晶体薄膜。本部分工作首先采用水热法制备单分散二氧化硅胶体/碳点复合微球,再通过垂直沉积法制备荧光光子晶体薄膜。这种方法具有很多优点,在制备方面,合成简单、制备时间短;在性能方面,色彩鲜艳、具有很好的荧光性能。在这种方法中,碳点紧密包覆在二氧化硅微球表面,从而保证了荧光稳定性。荧光光子晶体薄膜作为染料敏化太阳能电池的背反射层时,可以将开路电压由0.75 V提高到0.77 V,短路电流由7.64 mA/cm~2提高到8 mA/cm~2,光电转换效率由4.13%提高到4.23%,可以提高2.24%的光电转换效率。(2)煅烧法-垂直沉积法制备荧光光子晶体薄膜。此部分工作中,首先利用煅烧法制备二氧化硅胶体/碳点复合微球,再通过垂直沉积法制备荧光光子晶体薄膜。此方法的优势在于:煅烧过程中,复合微球中的硅烷偶联剂组分会被碳化成碳点,碳点均匀分布在复合微球的表面和里面,从而保证薄膜荧光稳定性。煅烧后复合微球表面光滑不会影响其组装和荧光光子晶体薄膜的结构色彩。这种方法制备的荧光光子晶体薄膜具有鲜艳的结构色彩和优异的荧光性能,能够荧光检测金属离子和增强染料敏化太阳能电池的光电转化效率。在荧光检测金属离子时,金属离子溶液浓度在10 nmol/L至0.1 mol/L之间时,荧光强度衰减量与金属离子溶液浓度成良好的线性关系。制备的荧光光子晶体薄膜作为染料敏化太阳能电池背反射层时,可以将短路电流由7.19 mA/cm~2提高到7.45mA/cm~2,光电转化效率由4.13%提高到4.21%,可以提高1.94%的光电转换效率。(3)共组装和垂直沉积法制备荧光光子晶体薄膜。本部分工作首先分别制备出二氧化硅胶体和碳点溶液,然后将二氧化硅胶体和碳点通过垂直沉积法进行共组装制备荧光光子晶体薄膜。使用这种方法制备的荧光光子晶体薄膜不仅表现出鲜艳的结构色彩,薄膜也具有良好的荧光性能,相对于填充法,本方法改善了荧光物质在光子晶体薄膜中的均匀分布以及光学性质,如结构色彩和荧光强度。制备的荧光光子晶体薄膜可以以反射和荧光两种方式检测金属离子,荧光检测时,当叁价铁离子的浓度在100 nM和1 mM之间时,铁离子浓度的增加量与荧光光子晶体薄膜的荧光强度衰减量有比较明显的线性关系,检测极限为0.1 nM;反射检测时,叁价铁离子的浓度在1 nM和100μM之间时,反射峰的蓝移量与铁离子浓度的增加量成正比,并且荧光光子晶体薄膜反射检测时对叁价铁离子表现出很高的选择性。此外,制备的荧光光子晶体薄膜作为染料敏化太阳能电池的背反射层时,可以将开路电压由0.67 V提高到0.69 V,短路电流由8.47 mA/cm~2提高到8.91 mA/cm~2,光电转化效率由4.02%提高到4.27%,可以提高6.22%的光电转换效率。(本文来源于《湖北大学》期刊2017-03-01）
戴广超,王建颖,王贤保[3]（2016）在《二氧化硅/碳点胶体自组装制备荧光光子晶体薄膜》一文中研究指出光子晶体由于其独特的光学性质(光子带隙和结构色彩)被广泛应用于光电材料、传感器、显示材料等领域~([1])。目前,多功能光子晶体薄膜材料的制备成为光电材料领域的研究热点。本文首先通过传统的st(o|¨)ber法~([2])制备了单分散的二氧化硅胶体,再次,通过直接混合法得到二氧化硅/碳点复合微球,最后,通过自组装得到荧光光子晶体薄膜。这种方法可以简易且方便的制备荧光光子晶体薄膜。此外,获得的光子晶体薄膜不仅可以保持鲜艳的结构色彩而且具有很好的荧光性能。重要的是,此荧光光子晶体薄膜在紫外灯下显示很好的固态发光性能,如图1所示:(本文来源于《中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十一分会：胶体与界面化学》期刊2016-07-01）
姚金燕[4]（2014）在《单分散纳米微球的合成及胶体光子晶体薄膜的制备》一文中研究指出光子晶体是一种介电常数或折射率期性有序排列的材料。当电磁波的频率落在带隙中,则不能在其中传播。普通的半导体晶体中有能隙和电子能带,光子晶体也有类似于半导体晶体一样的特性,它也有光子能带和能隙。当光的频率落在光子带隙范围内,则这种频率的光不能在光子晶体中传播。由于光子晶体这种特殊的光学性质,使得它在很多方面具有广阔的应用前景,所以光子晶体也越来越受到多科学家关注。自从光子晶体的概念被提出来之后,各种不同波段的一维和二维的光子晶体被不断的制造出来,但是从应用的前景来说,可见光波段的叁维光子晶体才是人们真正感兴趣的。用单分散纳米微球在乳液中自组装形成叁维胶体晶体密堆积结构,这种结构有良好的长程有序性。本论文主要研究了用无皂乳液法制备单分散二氧化硅(Si02)纳米微球、单分散交联聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米微球和单分散聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯(P(MMA-EA))纳米微球。并且运用这叁种单分散纳米微球制备了不同的胶体晶体薄膜。主要内容有如下几个方面：(1)用无水乙醇为溶剂,正硅酸四乙酯为硅源,浓氨水为催化剂制备了单分散二氧化硅纳米微球。合成粒径在200nm-300nm的单分散二氧化硅纳米微球,以此为前提,先讨论了反应温度、氨水浓度、引发剂和单体的浓度、溶剂的种类对微球粒径的影响；后讨论了制备二氧化硅胶体晶体薄膜的一些影响因素：温度、二氧化硅纳米微球粒径、Si02微球的体积分数和溶剂挥发速度。(2)在沸水体系中运用无皂乳液聚合法合成单分散交联PMMA纳米微球。讨论了单体的浓度、助稳定剂的浓度和引发剂的浓度对交联PMMA纳米微球粒径的影响。还进一步研究了交联剂的浓度对交联PMMA交联度的影响。用提拉法制备了交联PMMA胶体晶体薄膜,并探讨了提拉速度、薄膜的干燥方式、溶剂的种类和交联PMMA纳米微球粒径对胶体晶体薄膜的影响。(3)运用无皂乳液合成法制备单分散P(MMA-EA)纳米微球。通过改变单体甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯的体积比,单体的浓度做了一系列实验,确定了制备P(MMA-EA)弹性胶体薄膜的最佳值。这种薄膜在于燥的状态是透明的,用水浸泡过程中,随着时间的增长,光子禁带波长增大。改变单体的总浓度可以制备出不同颜色的胶体晶体薄膜。选择颜色明亮的薄膜做拉伸实验,在拉伸过程中可以观察和检测到薄膜的颜色和反射光谱都会发生变化。这一特殊的力学和光学特点,为弹性胶体晶体薄膜在应力传感器中的应用提供了依据。(本文来源于《扬州大学》期刊2014-05-01）
康凯,黄世华,冯颖,董力强,朱琳爱义[5]（2008）在《金属Al薄膜基微池强制沉积胶体光子晶体的制备》一文中研究指出强制沉积法是一种利用自组装原理快速沉积胶体晶体有序阵列的模板方法.我们利用微机械刻划法加工金属Al薄膜,Al膜厚控制微粒粒径和聚醚砜膜厚控制层数,成功地制备了用于强制沉积光子晶体的微池装置.为了检验该微池装置的有效性,我们分别测试了不同粒径(224,245和283nm)单分散聚苯乙烯微球的沉积效果,并且对其中一种微球(283nm)进行了不同温度的烘干处理,检验了烘干温度对该样品表面形貌和光子带隙中心波长的影响.实验结果表明,该光子晶体呈面心立方结构,内部晶格完整,缺陷较少,带隙中心波长的实验值与计算值符合得较好.此外,烘干处理可以使构成光子晶体的微球发生微观变化,并导致光子带隙中心波长的蓝移.(本文来源于《化学学报》期刊2008年14期）
胶体光子晶体薄膜论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
光子晶体的概念提出以来,由于光子晶体独特的光学特性以及在光学器件中的重要潜在价值,各种各样叁维光子晶体的制备及应用吸引了越来越多学者的研究兴趣。其中,荧光光子晶体由于具有光子晶体光子禁带以及优异的荧光性能,受到科研工作者重点关注。荧光光子晶体制备中的关键问题是荧光源如何引入光子晶体。在荧光源方面,相对于传统荧光源的缺点,包括有机染料影响结构色彩、无机纳米晶体量子点有毒等。本论文采用碳点作为荧光源,碳点具有很多优势,比如合成简单、良好的生物相容性、无毒以及荧光稳定性好等。本论文设计了叁种不同的负载方法将碳点引入到光子晶体中,制备的荧光光子晶体体现了多功能性,同时具备两种光学模式特征:1)基于反射模式的结构色彩;2)基于荧光模式的发光特性;进而利用其特征将其应用于金属离子检测和染料敏化太阳能电池的背反射层中。通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、光纤光谱仪以及荧光分光光度计等测试手段,对样品的形貌、成分、结构以及光学性能作了研究,得到了以下主要结果:(1)水热法-垂直沉积法制备荧光光子晶体薄膜。本部分工作首先采用水热法制备单分散二氧化硅胶体/碳点复合微球,再通过垂直沉积法制备荧光光子晶体薄膜。这种方法具有很多优点,在制备方面,合成简单、制备时间短;在性能方面,色彩鲜艳、具有很好的荧光性能。在这种方法中,碳点紧密包覆在二氧化硅微球表面,从而保证了荧光稳定性。荧光光子晶体薄膜作为染料敏化太阳能电池的背反射层时,可以将开路电压由0.75 V提高到0.77 V,短路电流由7.64 mA/cm~2提高到8 mA/cm~2,光电转换效率由4.13%提高到4.23%,可以提高2.24%的光电转换效率。(2)煅烧法-垂直沉积法制备荧光光子晶体薄膜。此部分工作中,首先利用煅烧法制备二氧化硅胶体/碳点复合微球,再通过垂直沉积法制备荧光光子晶体薄膜。此方法的优势在于:煅烧过程中,复合微球中的硅烷偶联剂组分会被碳化成碳点,碳点均匀分布在复合微球的表面和里面,从而保证薄膜荧光稳定性。煅烧后复合微球表面光滑不会影响其组装和荧光光子晶体薄膜的结构色彩。这种方法制备的荧光光子晶体薄膜具有鲜艳的结构色彩和优异的荧光性能,能够荧光检测金属离子和增强染料敏化太阳能电池的光电转化效率。在荧光检测金属离子时,金属离子溶液浓度在10 nmol/L至0.1 mol/L之间时,荧光强度衰减量与金属离子溶液浓度成良好的线性关系。制备的荧光光子晶体薄膜作为染料敏化太阳能电池背反射层时,可以将短路电流由7.19 mA/cm~2提高到7.45mA/cm~2,光电转化效率由4.13%提高到4.21%,可以提高1.94%的光电转换效率。(3)共组装和垂直沉积法制备荧光光子晶体薄膜。本部分工作首先分别制备出二氧化硅胶体和碳点溶液,然后将二氧化硅胶体和碳点通过垂直沉积法进行共组装制备荧光光子晶体薄膜。使用这种方法制备的荧光光子晶体薄膜不仅表现出鲜艳的结构色彩,薄膜也具有良好的荧光性能,相对于填充法,本方法改善了荧光物质在光子晶体薄膜中的均匀分布以及光学性质,如结构色彩和荧光强度。制备的荧光光子晶体薄膜可以以反射和荧光两种方式检测金属离子,荧光检测时,当叁价铁离子的浓度在100 nM和1 mM之间时,铁离子浓度的增加量与荧光光子晶体薄膜的荧光强度衰减量有比较明显的线性关系,检测极限为0.1 nM;反射检测时,叁价铁离子的浓度在1 nM和100μM之间时,反射峰的蓝移量与铁离子浓度的增加量成正比,并且荧光光子晶体薄膜反射检测时对叁价铁离子表现出很高的选择性。此外,制备的荧光光子晶体薄膜作为染料敏化太阳能电池的背反射层时,可以将开路电压由0.67 V提高到0.69 V,短路电流由8.47 mA/cm~2提高到8.91 mA/cm~2,光电转化效率由4.02%提高到4.27%,可以提高6.22%的光电转换效率。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
胶体光子晶体薄膜论文参考文献
[1].武肖洁.胶体光子晶体薄膜的规模化制备及应用[D].华东师范大学.2017
[2].戴广超.基于二氧化硅胶体/碳点的荧光光子晶体薄膜的制备及性能研究[D].湖北大学.2017
[3].戴广超,王建颖,王贤保.二氧化硅/碳点胶体自组装制备荧光光子晶体薄膜[C].中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十一分会：胶体与界面化学.2016
[4].姚金燕.单分散纳米微球的合成及胶体光子晶体薄膜的制备[D].扬州大学.2014
[5].康凯,黄世华,冯颖,董力强,朱琳爱义.金属Al薄膜基微池强制沉积胶体光子晶体的制备[J].化学学报.2008