SiO2双尺寸光子晶体的自组装及稳定性探索

采用St?ber法制备不同尺寸SiO2胶体球,利用多次垂直沉积法制备SiO2双尺寸光子晶体.通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对所得双尺寸光子晶体的形貌和排列方式进行表征.对双尺寸光子晶体的生长过程进行探讨,研究界面作用力及胶体球间相互作用力对制备稳定结构的影响.研究结果表明,SiO2双尺寸光子晶体具有更加有序稳定的结构.胶体球间的相互作用力随胶体球粒径增大而增大,大粒径胶体球更有利于形成稳定的结构.     

具有梯度结构的蛋白石光子晶体的制备

具有梯度结构的蛋白石光子晶体具有独特的光学性能。本文通过垂直沉积法和电场诱导沉积等方法共同作用将具有不同直径的聚苯乙烯(Polystyrene)胶体微球逐层组装在一起,制备出具有梯度周期尺寸变化的蛋白石结构。     

LaPO4∶Ce3+,Tb3+反蛋白石光子晶体自组装制备及调制光致发光性质的研究

三维LaPO4∶Ce3+,Tb3+反蛋白石光子晶体首先通过PMMA胶体模板的方法成功制备.系统的研究了光子晶体带隙对Ce3+和Tb3+的发射光谱和动力学的调制.很重要的发现在反蛋白石光子晶体中,由于三维光子晶体独特的空腔结构,稀土离子的自发辐射过程和再吸收过程都受到很大程度的调制,这些发现对于制备高功率的发光光源和激光装置都有很大的指导作用.     

反蛋白石结构光子晶体制备技术

光子晶体是一种具有光子带隙的新型材料,由于其可以控制和抑制光子运动的特性,在光通讯领域具有广阔的应用前景.反蛋白石结构是光子晶体一种重要的结构,由于其制备方法简便、成本低廉而受到人们的普遍关注.本文在介绍目前常用的几种制备光子晶体技术的基础上,详细阐述了制备反蛋白石结构光子晶体的各种技术和方法、以及利用这些制备技术和方法在反蛋白石结构光子晶体上制备一维和二维缺陷的最新进展.     

电化学沉积制备二氧化钒反蛋白石光子晶体

通过电化学沉积方法向PS胶体晶体模板缝隙中填充五氧化二钒,焙烧去除模板后,在真空度小于10-2Pa,温度510℃下退火12 h,得到具有特定应用价值的二氧化钒反蛋白石(opal)光子晶体.用扫描电镜观察样品的微观形貌,用X射线衍射分析样品成份.实验结果表明,通过电化学沉积制备出的二氧化钒反蛋白石光子晶体,相变电阻突变数量级在2～3之间,相变温度62℃左右.     

蓝色聚苯乙烯胶体晶体膜的制备及其呈色机理研究

以粒径为340±10 nm的单分散聚苯乙烯微球为原料,采用垂直沉积法制备了蓝色聚苯乙烯胶体晶体膜.通过研究不同组装容积对聚苯乙烯胶体晶体膜的微观形貌和宏观呈色性能的影响规律,探索制备大面积蓝色聚苯乙烯胶体晶体膜的方法.结果表明,当聚苯乙烯乳液浓度为0.1wt;,干燥温度为40℃,自组装容积为50 mL时,所得聚苯乙烯胶体晶体膜呈现高质量的密排六方结构,宏观上呈现均匀明亮的蓝色,该蓝色具有一定的角度依赖性.研究发现,采用该方法制备聚苯乙烯胶体晶体膜时,在基片上和玻璃器皿壁上同时进行着垂直自组装.同时,在玻璃器皿底部也进行着蒸发自组装,形成了较大面积的蓝色聚苯乙烯胶体晶体膜,有望为制备大面积聚苯乙烯胶体晶体膜提供新的方法.     

基于一维光子晶体陷光的超薄晶硅太阳电池光学结构优化

先选择增透膜、Ag底面反射镜和三角带型一维光子晶体结构作为超薄晶硅电池(有源层厚度为12μm)的陷光结构,然后利用有限差分频域法对这一陷光结构进行了优化,最后通过吸收光谱和光电流密度谱对优化的陷光结构性能进行了评估.计算表明:在300 nm≤A≤800 nm的波长范围内,优化陷光结构实现了Yablonovith陷光极限;在800 nm≤A≤1100 nm的波长范围内,该优化陷光结构的性能略低于Yablonovith陷光极限,但明显高于矩形条带式一维光子晶体陷光结构的陷光性能.     

空心和实心SiO2胶体晶体微球的快速制备方法

胶体晶体微球因其独特的内部结构被广泛地应用到诸多领域.本文提供了一种简单、快速合成SiO2胶体晶体微球的方法,即:将单分散SiO2微球悬浮液加入到有机溶剂(正辛醇或二甲基硅油)中超声乳化,使SiO2微球在溶剂中自组装,形成SiO2胶体晶体微球,用扫描电镜(SEM)观察其形貌结构,用Nano Measurer 1.2软件统计其粒径分布.实验表明,SiO2胶体晶体微球在正辛醇中形成空心结构,在二甲基硅油中形成实心结构;悬浮液浓度,悬浮液与溶剂的质量比,单分散SiO2微球粒径不会明显影响SiO2胶体晶体微球的形貌和结构,但会对其粒径分布产生一定的影响.     

异质结构光子晶体的制备与带隙特性研究

本文采用多次垂直沉积法制备出了可见光范围的多重异质结构光子晶体,并对其形貌特征和带隙特性进行了分析.扫描电镜图像表明:所制备的异质结构光子晶体排列规整、不同结构间界面明显.光学吸收光谱分析结果表明:异质结构光子晶体与各单一结构光子晶体带隙相比,带隙明显增大,为各单一结构光子晶体带隙的叠加,且与不同结构的叠加顺序无关.     

一维光子晶体结构参数的随机扰动对其光学特性的影响

用特征矩阵法研究结构参数存在随机扰动的情况下一维光子晶体的光学特性, 无论是加工过程中介质层几何厚度的误差, 还是介质层折射率的随机波动都会影响一维光子晶体的光学特性.随机扰动对一维光子晶体带结构高频部分影响较大, 造成带结构消失, 甚至全部变成禁带; 随机扰动对光子晶体缺陷模式的影响是使缺陷模的位置发生随机平移, 平移的程度与随机度有关, 介质层折射率的随机变化要比介质层厚度的随机变化对缺陷模位置的影响要大; 周期数目的增加可以部分地减小缺陷模的平移, 但同时会使缺陷模透射率减小,增加缺陷层厚度可以有效降低随机扰动对光子晶体缺陷模式的影响. 本文的研究将对一维光子晶体的设计工作提供有价值的参考.     

高能电子辐照和退火对磷锗锌晶体红外光学性质的影响

对采用改进的垂直布里奇曼法生长出的磷锗锌(ZnGeP2)单晶体样品,在300 K,10 MeV高能电子束下进行辐照实验,测试辐照前后其红外透过率.同时,对样品进行同成分粉末包裹退火处理,对比两种工艺对磷锗锌晶体红外透过率的影响.实验结果表明,退火和高能电子辐照都能对磷锗锌晶体的红外光学性质产生影响,提高其红外透过率.在本文的实验条件下,退火工艺对磷锗锌晶体红外透过率的提高更为明显.     

Influence of the Orientational Order on the Optical Properties of Cholesteric Liquid Crystals

An orientational order parameter for cholesteric liquid crystals is defined in analogy to nematic mesophases. The influence of this parameter on the selective reflexion and the optical rotatory dispersion is described. Its relative change with temperature is evaluated from ORD measurements for an induced cholesteric soIution and is found to be similar to that known for nematic liquid crystals.     

光子晶体中掺杂激活杂质的光增益研究

本文借助光子晶体中二能级原子的自发辐射理论说明缺陷态局域场存在的必然性以及局域场基本性质,为研究掺杂自发辐射的内在规律提供了理论依据,在此基础上,将自发辐射理论与数值模拟相结合,在缺陷介质中掺入和未掺入激活杂质时,数值模拟研究一维光子晶体的掺杂局域场特征以及受激辐射增强和透射率大于1现象与光子带隙边缘群速度异常和掺杂层复有效折射率负的虚部之间的内在规律,由此说明如在光子晶体的缺陷介质中掺入激活杂质,复有效折射率具有负的虚部,光子禁带中会出现品质因子非常高的杂质态,具有很大的态密度,这样便可实现自发辐射的增强,出现较强的受激辐射放大,在带隙的边缘处,光子晶体的群速度较小或群速度异常,受激辐射放大最容易出现在靠近光子带隙的边缘。     

薄膜厚度对Ag纳米薄膜结构特性及光学性能的影响

采用密度泛函理论,研究了Ag(111)纳米薄膜的结构稳定性、电子特性及光学性能.结果表明,Ag (111)纳米薄膜原子层厚度增加到13层,即膜厚约为2.8nm时,纳米薄膜表面能趋于稳定,为薄膜能够稳定存在的临界厚度.薄膜表面处原子间为弱离子键作用,层间距变化及表面效应主要集中在表面附近几层.在可见光及红外波段,Ag(111)纳米薄膜的折射率明显高于块体材料而消光系数略高于块体材料;随着薄膜厚度的增加,在该波段,折射率减小,消光系数增加,吸收变大.     

Optical Properties of MnIn2S2Se2 Single Crystals

Optical transmittance and reflectance spectra of MnIn₂S₂Se₂ single crystals are measured in the wavelength range from 0.5 to 30 μm. The interference method is used to determine the refractive index of the compound for wavelengths between 0.8 and 12 μm. From an analysis of the absorption spectrum it follows that the fundamental edge is due to forbidden indirect transitions between parabolic bands for the polarization E ⊥ c with a gap energy of 1.50 eV at room temperature.     

磁控溅射PbSe薄膜厚度对其结构及光学特性的影响

本文利用射频磁控溅射法在200℃的玻璃衬底上沉积了纳米晶PbSe薄膜,薄膜厚度分别为200 nm、250 nm、500 nm及600 nm.利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)及紫外-可见分光光度计,分别研究了不同厚度PbSe薄膜的晶体结构、表面形貌和光学特性.结果表明:随膜厚增大,PbSe (200)晶面的择优取向显著增强,薄膜的结晶质量逐渐提高.此外,随薄膜厚度增加吸收边发生红移.膜厚为200nm、250 nm时,薄膜的禁带宽度为1.89 eV和1.60 eV;膜厚较大(500 nm及600 nm)时,带隙宽度减小至1.41 eV和1.34 eV,与太阳的光谱辐射更加匹配.因此,我们认为厚度较大的PbSe薄膜更适于用做太阳能电池的吸收层.     

ZnWO4单晶衬底上ZnO薄膜的晶核发育与形貌分析

ZnWO4单晶的a晶面与氧化锌c晶面晶格匹配很好,是制备氧化锌薄膜的优良衬底.本文采用溶胶-凝胶法在ZnWO4单晶衬底上制备出透明的ZnO薄膜.通过光学显微镜对薄膜晶核发育过程和形貌进行了详细的分析.实验结果表明:在结晶刚开始,系统将经历成核--长大的过程,随着生长过程的进行,在主晶轴上(一次轴)上又长出二次轴、三次轴等等,最后逐渐形成树枝状晶核.由于ZnO晶核是在非平衡条件下生长的,故在晶核发育过程中又出现了三种不同的生长形态--成核生长、枝晶生长和分形生长.     

氧分压对ZnO纳米结构的形貌及光学性能的影响

利用未采用催化剂的真空热蒸发法合成了不同形貌的硅基ZnO纳米结构,研究了氧分压对纳米ZnO结构及光学性能的影响.研究结果表明氧分压对ZnO纳米结构的形貌及光学性能具有明显的影响,在氧分压为25;、10;和5;时制得的纳米ZnO结构分别为纳米线、纳米带和纳米梳.X射线衍射测试表明制得的不同ZnO纳米材料均为六方纤锌矿结构,并具有明显的c轴择优取向性.采用PL谱对制备纳米结构的光学性能进行了测试.     

Electrical and Optical Properties of Ferroelectric Liquid Crystals and Influence of Applied Pressure

Much larger dielectric constants and spontaneous polarizations are evaluated in the smectic-C phase of p-alkoxybenzylidene-p'-amino-2-chloropropyl-cinnamate (HOBACPC, OOBACPC and DOBACPC) which have dipole moments at the chiral part compared with those of p-alkoxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutyl-cinnamate. In the mixture of D-DOBAMBC and L-DOBACPC with inverse chirality, the pitch of the helical structure is longer compared with those of original compounds. On the other hand, the dielectric constant and the spontaneous polarization of the compounds are nearly linearly dependent on the concentration of L-DOBACPC.

The phase transition temperature from smectic-A to chiral smectic-C phases in DOBAMBC decreases remarkably with the mixing of organic molecules (PAA, eicosane, etc.) but increases with applied pressure.

The threshold field of electro-optical effects (transmission increase, colour switching, memory effects) in DOBACPC and HOBACPC etc. is lower than that in DOBAMBC etc. in accordance with the increase of the spontaneous polarization in the former.