[发明专利]一种二氧化钛/银核壳结构的光子晶体凹形薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氧化钛/银核壳结构的光子晶体凹形薄膜的制备方法，属无机材料制备及应用的技术领域。

背景技术

21世纪将是光子世纪，光子晶体及其器件应用已成为科研领域的重要课题。

光子晶体具有宽光子带隙，由于多数材料处于可见光及短波段时，介电常数为复数形式，即介电常数有虚部，会产生吸收，且周期单胞常数的尺寸对应于带隙的波段，使可见光波段光子晶体的制备增加了难度。

目前，可见光波段光子晶体的研究较少，一是所用材料品种有限，多数使用半导体Si、SiO₂、GaAs、TiO₂材料制备，二是这些材料形成的光子带隙普遍较窄，有的还存在吸收。

光子晶体的理论数据和实验结果具有较好的一致性，预测的可见光波段三维光子晶体结构的参数具有较好的准确性，为实验制备提供了有力保证。    如何利用新材料制备光子晶体凹形薄膜，是一个新的重要研究课题。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况，采用二氧化硅作基片，以核壳结构的聚苯乙烯/银作凸形模板材料，以钛酸四丁酯作凹形薄膜材料，用垂直沉积法制成聚苯乙烯/银凸形结构，用溶胶凝胶法、高温煅烧制得二氧化钛/银核壳型凹形结构的光子晶体凹形薄膜，以提高光子晶体的稳定性和光学性能。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：二氧化硅、钛酸四丁酯、氯化亚锡、硝酸银、乙醇、硫酸、双氧水、聚苯乙烯、丙酮、三乙醇胺、去离子水、盐酸、氮气、研磨膏，其组合准备用量如下：以克、毫升、毫米、厘米³为计量单位

二氧化硅：SiO₂                           20mm×20mm×8mm

钛酸四丁酯：C₁₆H₃₆O₄Ti                      1mL±0.01mL

乙    醇：CH₃CH₂OH                      500mL±10mL  

硫    酸：H₂SO₄  浓度98%                 120mL±10mL 

双 氧 水：H₂O₂  浓度30%                   40mL±1mL

聚苯乙烯：[CH₂CH(C₆H₅)]_n    n=2000～5000    1g±0.01g

丙    酮：CH₃COCH₃                       100mL±1mL  

盐    酸：HCl  浓度36.5%                  100mL±10mL

氯化亚锡：SnCl₂                             5g±0.1g

三乙醇胺：C₆H₁₅NO₃                                             5mL±0.1mL

硝酸银：AgNO₃                                                    1g±0.01g

去离子水：H₂O                            1000mL±10mL

氮    气：N₂                                           10000cm³±100cm³

研磨膏：400目                             Φ20×30mm

制备方法如下：

（1）二氧化硅基片处理

①研磨抛光二氧化硅基片

将20mm×20mm×8mm二氧化硅基片置于研磨平板上，用400目研磨膏进行正、反面研磨，然后用软质材料抛光，抛光后表面粗糙度Ra 0.16~0.32μm，成镜面；