[发明专利]可控梯度的胶体光子晶体的制备方法

摘要

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种可控梯度的胶体光子晶体的制备方法。方法涉及以改进的对流自组装法制备层数可控的聚合物胶体光子晶体，然后结合各向同性的氧等离子体刻蚀来制备纵向可控梯度的胶体光子晶体。整个过程操作简便，过程低耗清洁，可控性高，并且纵向可控梯度的胶体光子晶体有很好的稳定性。通过调控微球分散液的浓度和提拉速度胶体光子晶体的层数可控，通过调控氧等离子体刻蚀过程中的刻蚀功率和刻蚀时间，制备出不同尺寸梯度结构三维胶体光子晶体。由于可以通过这种梯度结构调节光子禁带的位置，从而使得本发明制备的可控梯度的胶体光子晶体可用于荧光增强、传感等方面。

主权项

一种可控梯度的胶体光子晶体的制备方法，其步骤如下：（1）在氮气排空的三口烧瓶中加入100~120mL去离子水，然后向其中加入减压蒸馏后的18.00~22.50mL苯乙烯、1.00~1.25mL甲基丙烯酸甲酯、1.00~1.25mL丙烯酸以及0.30~0.80g碳酸氢铵、0.32~0.42g重结晶后的引发剂，在200~400rpm搅拌速度下，水浴加热升温至65~70℃，在氮气氛围下稳定反应5~7h进行聚合；聚合完成后持续搅拌下挥发除去未聚合的单体，抽滤除去乳液中团聚的胶体微球，再重复离心和水洗过程3~5次，从而得到尺寸均一的聚合物微球；（2）将聚合物微球稀释成浓度为0.50~3.70wt%的水分散液；在15~20℃下将亲水处理过的基片垂直插入聚合物微球的水分散液中，然后将基片以0.93~1.98μm·s‑1的速度从聚合物微球的水分散液中提拉出来，从而在基片表面自组装形成2~30层胶体光子晶体；（3）将具有2~30层胶体光子晶体的基片进行氧等离子体刻蚀，真空度为0.1~0.2mbar，刻蚀功率为6.8~18.0W，刻蚀时间为3~15min，从而在基片上得到可控梯度的胶体光子晶体。