[发明专利]一种利用磁性纳米材料离子交换单片集成磁光波导的方法

摘要

本发明公开一种利用磁性纳米材料离子交换单片集成磁光波导的方法。该方法采用熔融淬火工艺制备45%PbO‑45%Bi2O3‑8%B2O3‑2%Na2O磁光玻璃对进行表面亲水性激活处理，通过溶胶凝胶工艺常温下生成Fe3O4Ag纳米核壳材料。在磁光玻璃表面沉积Fe3O4Ag纳米核壳材料使他们在260‑275°C发生离子交换实现磁光波导制备。本发明避免了现有磁光波导繁杂的制备工艺和结构，直接在磁光玻璃表面通过成熟的热渗透技术使玻璃和涂覆层间发生离子交换，改变玻璃表面局部折射率，从而原位生成磁光平面波导。本发明的优点是制备方法简单，反应条件温和，能耗低，环境友好，制备流程操作简单，技术较易掌握。

主权项

1.一种利用磁性纳米材料离子交换单片集成磁光波导的方法，其特征在于：1）生成Fe3O4&Ag 纳米核壳材料：0.5gFeSO4 .7H2O, 0.16g FeCl3 .6H2O, 和 0.1g PEG 混合在 20mL 的水中不停搅拌，不断滴入10 mL NaOH 水溶液(10 mmol) ，Fe3+ 和Fe2+ 的摩尔比控制在1.8:1， 15毫升Ag(NH3)2+ 水溶液(1 mg/mL)室温下直接加入反应液中持续搅拌，离心(4000 rpm)后慢慢生成由黑到棕色的沉淀，用水和丙酮溶液反复清洗过滤多余反应物，即得到Fe3O4&Ag 纳米核壳材料；2）制备磁光玻璃：以PbO,Bi2O3，B2O3及Na2O氧化物为原料按照摩尔比为45%， 45%，8% 和2%的比例计算、称量并搅拌均匀后放入100%Al2O3坩埚内900摄氏度融化1小时，然后快速浇注到铜板上形成玻璃，等玻璃冷却至室温后进行280摄氏度退火处理2小时；3）磁光玻璃表面激活：光学抛光玻璃样品使其粗糙度在0.1纳米，在抽风柜中把玻璃片置入H2SO4 (96%):H2O2 (30%) 混合液中在75摄氏度保持30分钟，然后清洗样品并移入NH4OH(70%): H2O2(30%):H2O 混合液中75摄氏度浸泡10分钟，最后用去离子水清洗样品并吹干；4）用匀胶机把Fe3O4&Ag 纳米核壳材料和PEG的糊状混合物均匀涂敷在磁光玻璃表面特定波导区域，在260到275摄氏度之间保温22到24小时，在该温度下玻璃良好的表面性质与涂覆材料之间产生键和作用并由于离子浓度势差发生钠银离子交换作用，冷却至室温后去除涂覆层，生成平面磁光波导。