可调带隙光子晶体/液晶光功能材料的制备及调控机理研究
发布时间：2021-04-18 21:46
光子晶体是一种可以控制和改变光线传播的光学材料,这类材料的研究和应用近年来受到人们的关注。其中,对外界刺激敏感的响应性光子晶体,因其在生物化学感应器、光子墨水和涂料以及彩色显示等领域的重要应用价值更为引人注目。液晶材料由于具有独特的光学性能以及外场敏感性,也是人们研究的热点。本文基于液晶材料对外界刺激响应性,制备了光子带隙可调控的液晶/光子晶体复合光功能材料,并且对调控机理进行了研究。主要内容包括：1.以一维胆甾相液晶光子晶体为主体,通过紫外光聚合诱导相分离的方法制备了光子带隙可调控的压力/电场响应性一维胆甾相液晶光子晶体/聚合物网络复合物薄膜,研究了聚合体系中光敏单体的浓度和有效官能度对复合物薄膜光学性能的影响,以及复合物薄膜的电光特性和压敏特性。研究结果表明,光敏单体浓度和官能度的提高会使复合物薄膜的反射率和对比度下降,分辨率提高；大于85kPa的压力作用在复合物薄膜上时,可以诱导其光子带隙出现；50Hz 20V的方波电场作用在复合物薄膜上时,则可以使其光子带隙消失。换言之,分别通过外加压力和电场,即可以实现对复合物薄膜光子带隙的可逆调控。2.采用无皂乳液聚合法和Stober法制备...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１生物体中的天然光子晶体结构：（Ａ）野巧瓜花中的一维纳米光栅结构；（Ｂ）某些ｔｉｉ虫壳中的??
?＇二巧?＇予：：，＊嘴：??■Ｐ轉师界圈口??图１－１生物体中的天然光子晶体结构：（Ａ）野巧瓜花中的一维纳米光栅结构；（Ｂ）某些ｔｉｉ虫壳中的??一维周期性《层结构；（Ｃ）乂闪蝶翅膀中的离散巧一维周期纳米结构；（Ｄ）飞蛾复眼表层的＿：维格??栅结构；（Ｅ）Ａｐｈｒｏｄｉｔｅ体毛中的维周期圆巧空洞纳米结构；（Ｆ）象鼻虫売中的类蛋Ａ八＇三维光子??品体结构：（Ｇ）巧风蝶翅膀中的类反绝Ａ?Ｉ＇三维纳米巧构??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｐｈｏｔｏｎｉｃ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｉｎ?ｎａＵｍｉｌ?ｃｒｅａｈＪＫｓ：?（Ａ）?１Ｄ?ｇｒａｔｉｎｇ?ｉｎ?Ｈ化ｉｓｃｕｓ?ｔｒｉｏｎｕｍ；??（Ｂ）?ＩＤ?ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ?ｉｎ?化ｅ?ｆｏｒｍ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ?ｉｎ?ｓｏｍｅ?ｉｎｓｅｃｔｓ；?（Ｃ）?ｄｉｓｃｒｅ化?ＩＤ?ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ?ｉｎ?Ｍｏｒｐｈｏ??ｂｕｔｔｅｒｆｌｉｅｓ；?（Ｄ）?２Ｄ?ｇｒａｔｉｎｇｓ?ｉｎ?ｍｏｔｈ；?（Ｅ）?２Ｄ?ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｆｏｒｍ?ｏｆ?ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ?ｖｏｉｄｓ?ｉｎ?Ａｐｈｒｏｄｉｔｅ；?（Ｆ）??ｃｌｏｓｅ－ｐａｃｋｅｄ?ｓｐｈｅｒｅｓ?ｏｆ?ｓｏｌｉｄ?ｍａ化ｒｉａｌｓ?ｉｎ?Ｐａｃｈｙｒｈｙｎｃｈｕｓ?ａｒｇｕｓ；?（Ｇ）?ｉｎｖｅｒｓｅ?ｏｐａｌ?ａｎａｌｏｇｏｕｓ??ｎａｎｏｓｔｒｕｃＵａｉ＊ｅｓ?ｏｆ?化ｅ?Ｐａｒｉｄｅｓ?ｓｅｓｏｓｔｒｉｓ．??自然界中的天然光子晶体材料具有细丽多彩的结构色，同时，还因为其多种多样??的纳米结构而具有某些特殊的性能
为精细加工法，包括采用＾激光干涉为基础的全息光刻技术１３１’３２＾离子束钻孔技术１３３１??和激光直写技术Ｐ４’３５ｌ等方法。利用自上而下的制备方法可Ｗ制备出一系列具有较高质??量的光子晶体结构（图１－３），但是，这类方法一般都需要复杂而昂贵的光刻设备、沉??积设备Ｗ及洁净操作间等条件，制备过程较慢，得到的光子晶体结构尺寸较小，而且??还存在诸多技术上的瓶颈难Ｗ突破，这些问题均限制着自上而下制备方法的推广和应??用。??［氏潭想獨??讓轟麵ｆ?－Ａ纖??齡－隹繼??ＨＩ．?ＩＩ墓修以杉扇??图１－３?＾心全息光刻技术和激光直气技术制备的二维光子晶体结构的扫描屯子显微镜阁片??Ｆｉｇ．?１－３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｐｈｏｔｏｎｉｃ?ｃｒｙｓｔａｌｓ?ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ?Ｕ化ｏｇｒａｐｈｙ?（化Ｐ）?ａｎｄ?ｄｉｒｅｃｔ?ｌａｓｅｒ??５??
本文编号：3146223
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１生物体中的天然光子晶体结构：（Ａ）野巧瓜花中的一维纳米光栅结构；（Ｂ）某些ｔｉｉ虫壳中的??
?＇二巧?＇予：：，＊嘴：??■Ｐ轉师界圈口??图１－１生物体中的天然光子晶体结构：（Ａ）野巧瓜花中的一维纳米光栅结构；（Ｂ）某些ｔｉｉ虫壳中的??一维周期性《层结构；（Ｃ）乂闪蝶翅膀中的离散巧一维周期纳米结构；（Ｄ）飞蛾复眼表层的＿：维格??栅结构；（Ｅ）Ａｐｈｒｏｄｉｔｅ体毛中的维周期圆巧空洞纳米结构；（Ｆ）象鼻虫売中的类蛋Ａ八＇三维光子??品体结构：（Ｇ）巧风蝶翅膀中的类反绝Ａ?Ｉ＇三维纳米巧构??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｐｈｏｔｏｎｉｃ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｉｎ?ｎａＵｍｉｌ?ｃｒｅａｈＪＫｓ：?（Ａ）?１Ｄ?ｇｒａｔｉｎｇ?ｉｎ?Ｈ化ｉｓｃｕｓ?ｔｒｉｏｎｕｍ；??（Ｂ）?ＩＤ?ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ?ｉｎ?化ｅ?ｆｏｒｍ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ?ｉｎ?ｓｏｍｅ?ｉｎｓｅｃｔｓ；?（Ｃ）?ｄｉｓｃｒｅ化?ＩＤ?ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ?ｉｎ?Ｍｏｒｐｈｏ??ｂｕｔｔｅｒｆｌｉｅｓ；?（Ｄ）?２Ｄ?ｇｒａｔｉｎｇｓ?ｉｎ?ｍｏｔｈ；?（Ｅ）?２Ｄ?ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｆｏｒｍ?ｏｆ?ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ?ｖｏｉｄｓ?ｉｎ?Ａｐｈｒｏｄｉｔｅ；?（Ｆ）??ｃｌｏｓｅ－ｐａｃｋｅｄ?ｓｐｈｅｒｅｓ?ｏｆ?ｓｏｌｉｄ?ｍａ化ｒｉａｌｓ?ｉｎ?Ｐａｃｈｙｒｈｙｎｃｈｕｓ?ａｒｇｕｓ；?（Ｇ）?ｉｎｖｅｒｓｅ?ｏｐａｌ?ａｎａｌｏｇｏｕｓ??ｎａｎｏｓｔｒｕｃＵａｉ＊ｅｓ?ｏｆ?化ｅ?Ｐａｒｉｄｅｓ?ｓｅｓｏｓｔｒｉｓ．??自然界中的天然光子晶体材料具有细丽多彩的结构色，同时，还因为其多种多样??的纳米结构而具有某些特殊的性能
为精细加工法，包括采用＾激光干涉为基础的全息光刻技术１３１’３２＾离子束钻孔技术１３３１??和激光直写技术Ｐ４’３５ｌ等方法。利用自上而下的制备方法可Ｗ制备出一系列具有较高质??量的光子晶体结构（图１－３），但是，这类方法一般都需要复杂而昂贵的光刻设备、沉??积设备Ｗ及洁净操作间等条件，制备过程较慢，得到的光子晶体结构尺寸较小，而且??还存在诸多技术上的瓶颈难Ｗ突破，这些问题均限制着自上而下制备方法的推广和应??用。??［氏潭想獨??讓轟麵ｆ?－Ａ纖??齡－隹繼??ＨＩ．?ＩＩ墓修以杉扇??图１－３?＾心全息光刻技术和激光直气技术制备的二维光子晶体结构的扫描屯子显微镜阁片??Ｆｉｇ．?１－３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｐｈｏｔｏｎｉｃ?ｃｒｙｓｔａｌｓ?ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ?Ｕ化ｏｇｒａｐｈｙ?（化Ｐ）?ａｎｄ?ｄｉｒｅｃｔ?ｌａｓｅｒ??５??
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