以CdS为基础单元构筑三维结构及其应用研究

发布时间：2024-04-15 02:57

　　中高折射率(n>2.0)介电纳米微球由于在可见光区存在光诱导电共振和磁共振的独特的光学现象,受到人们的广泛关注。高折射(n>3.0)的纳米微球制备需要复杂的物理工艺,大大限制了其应用;而中等折射率(2.0-3.0)的介电纳米微球可以通过化学法制备得到,且其与高折射纳米微球具有相似的光学性质,所以中等折射率纳米微球的研究引起了广大研究者的兴趣。本文以理论折射率为2.5的CdS纳米微球作为基本构筑单元,以水平诱导蒸发组装和喷墨打印的方法分别制备了三维有序和局部有序的结构,研究其光学性质及其在防伪、发光调控等领域的应用。本论文首先利用一步法制备了单分散、粒径可调的CdS微球,保持体系内硝酸镉和硫脲的物质的量之比为1:1,同时改变两者的用量,当原料的浓度分别为66.7 mM、80 mM、100 mM、106.7 mM、120 mM和133.3 mM,反应6 h时,得到的CdS纳米微球的粒径分别为190 nm、240 nm、270 nm、290 nm、320 nm和350 nm。XRD测试证明微球是纯的立方相结构,扫描电镜和透射电镜表明所有粒径的微球都具有很好的单分散性,且为多晶结构...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 中等折射率纳米微球
    1.2 颜色的产生
    1.3 结构生色的分类
        1.3.1 薄膜干涉
        1.3.2 衍射光栅
        1.3.3 散射
        1.3.4 光子晶体
        1.3.5 无序结构
        1.3.6 其他方式
    1.4 纳米微球产生结构色的方式及应用
        1.4.1 三维光子晶体的制备
        1.4.2 三维无定型结构的制备
        1.4.3 三维光子晶体的应用
    1.5 大面积结构色图案的制备
        1.5.1 模板组装法
        1.5.2 光刻技术
        1.5.3 喷涂法
        1.5.4 喷墨打印技术
    1.6 论文设计思想
2 CdS纳米微球的制备、组装及其光学性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品与仪器设备
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 单分散CdS纳米微球的制备
        2.3.2 CdS三维有序结构的制备及光学性能研究
        2.3.3 散射峰的理论计算与实验结果的比较
    2.4 一种新的结构生色机制
        2.4.1 电磁共振散射产生结构色
        2.4.2 光子禁带和电磁共振峰产生结构色的比较
        2.4.3 有序和无序状态下电磁共振强度的对比
    2.5 本章小结
3 喷墨打印制备大面积结构生色图案及其应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品及仪器
        3.2.2 实验步骤
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CdS墨水配比的优化
        3.3.2 基质的选择
        3.3.3 不同纯色图案的打印
        3.3.4 喷墨打印大面积结构生色图案应用于防伪
        3.3.5 结构色图案的耐久性和附着性测试
    3.4 本章小结
4 CdS光子晶体对上转换发光材料的发光调控
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品及仪器
        4.2.2 实验步骤
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 六方相UCNPs的制备及配体剥离
        4.3.2 单一粒径CdS光子晶体对UCNPs的发光调控
        4.3.3 “三明治”结构对UCNPs的发光调控
        4.3.4 光子禁带与电磁共振峰共同对UCNPs的发光调控
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3955628