【摘 要】
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自然界中的颜色分为色素色和结构色。相比于色素色,结构色具有高亮度,高饱和度,永不褪色的优点。而人工光子晶体是人工结构色的主要来源。光子晶体分为一维、二维及三维光子
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自然界中的颜色分为色素色和结构色。相比于色素色,结构色具有高亮度,高饱和度,永不褪色的优点。而人工光子晶体是人工结构色的主要来源。光子晶体分为一维、二维及三维光子晶体。相比于二维、三维光子晶体,一维光子晶体具有结构简单,易于制备的优点。本课题选用ZrO2溶胶和SiO2溶胶作为一维光子晶体的组装材料,并采用旋涂法组装了ZrO2/SiO2一维光子晶体。首先,采用一步水热法制备了粒径小、分布窄的ZrO2纳米溶胶。在制备过程中,以ZrO（NO3）2·8H2O为锆前躯体,氨水为沉淀剂。分别研究了反应温度、pH、反应时间及陈化时间对产物的粒径大小和分布的影响。得出反应最佳条件为：反应温度为160℃,反应pH=3.5,反应时间t=11 h,所得产物为泛淡蓝色乳光的透明水溶胶,产物平均粒径为29.65 nm, PDI为0.251,表面Zeta电位为27.9 mV。探究了SiO2溶胶的溶度、pH对SiO2纳米溶胶的粒径、PDI及表面Zeta电位的影响。并采用了旋涂法制备了ZrO2及SiO2薄膜,还探讨了溶胶的浓度、旋转次数及转速对氧化物薄膜厚度的影响。采用旋涂法,通过ZrO2和SiO2纳米溶胶层层组装制备了目标一维光子晶体结构色膜。在组装过程中,通过调控溶胶的浓度、薄膜的厚度、堆叠数目等对一维光子晶体的反射波谱等光学性质进行了探讨。研究表明：随着入射角度的增大,光子晶体的光子禁带发生蓝移,这表明了一维光子晶体的角度依存性；随着Bragg堆叠厚度的变大,光子禁带发生红移；随着Bragg堆叠数目的增加,反射峰强度增加。通过控制高低折射率材料的厚度制备出具有不同结构色的一维光子晶体,并对一维光子晶体的层加层结构进行了探究。
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