当前位置:主页 > 科技论文 > 化学论文 >

基于纳米颗粒周期排列的一维光子晶体的制备研究

发布时间:2018-07-31 05:18
【摘要】:近些年来,光子晶体成为了材料学、光子学、应用物理学等诸多学科的一个重要的研究领域。光子晶体是一种材料的折射率按周期排列而成的人工材料,能够产生光子禁带。如果光的频率落在光子带隙内,无论其偏振及传播方向,这个频率的光都禁止在光子晶体内传播。经过多年理论和应用的研究,光子晶体在多个领域中呈现出广阔的应用前景。光子晶体的制备是其开展应用的基础,目前光子晶体的常用制备方法包括自组装、光刻和光学全息等。本论文中,我们使用双光束干涉法制备了基于半导体纳米颗粒周期排列的一维光子晶体,该制备方法具有工艺简单、可重复性好、与当前光集成工艺兼容性好等特点,利用该制备方法将可能实现大面积光子晶体的制备。本论文的主要内容包括:1.量子点的制备和内含大量量子点薄膜的制备。实验中,利用胶体合成工艺分别制备了硒化镉量子点(CdSe QDs)和硒化镉/硫化镉核-壳结构量子点(CdSe/CdSQDs),并对制备好的量子点从透射电镜和发光特性进行表征。将制备好的CdSe/CdSQDs掺入少量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)聚合物,充分混合后,使得CdSe/CdS QDs在其中均匀分布,如果对这种含有量子点的聚合物进行固化,可以得到固态薄膜。2.利用双光束干涉法,制备基于纳米颗粒周期排列的一维光子晶体。实验中,通过搭建简单的、容易实现的双光束干涉光路,形成明暗相间的干涉周期光场。将周期光场照射在含有CdSe/CdS QDs的PVP样品上,在样品上形成一个周期性的势阱,用来捕获CdSe/CdS纳米颗粒。经过长时间的辐照,内含CdSe/CdS纳米颗粒的PVP混合溶液会被固化,形成内含有大量CdSe/CdS纳米颗粒周期性排列的固态薄膜。通过对制备好的样品从衍射特性和微区元素分析进行表征,发现该固态薄膜就是一个一维光子晶体薄膜。
[Abstract]:In recent years, photonic crystals have become an important research field in materials, photonics, applied physics and many other disciplines. Photonic crystal is a kind of artificial material whose refractive index is arranged periodically, which can produce photonic band gap. If the frequency of the light falls in the photonic band gap, it is forbidden to propagate in the photonic crystal regardless of its polarization and propagation direction. After many years of theoretical and practical research, photonic crystals in many fields show a broad application prospects. The preparation of photonic crystals is the basis of their application. At present, the commonly used preparation methods of photonic crystals include self-assembly, photolithography and optical holography. In this thesis, we prepared one-dimensional photonic crystals based on periodic arrangement of semiconductor nanoparticles by double-beam interferometry. This method has the advantages of simple process, good reproducibility and good compatibility with the current optical integration process. It is possible to fabricate large area photonic crystals by using this method. The main contents of this thesis include: 1. The preparation of quantum dots and the preparation of thin films containing a large number of quantum dots. In the experiment, cadmium selenide quantum dots (CdSe QDs) and cadmium selenide / cadmium sulfide core-shell structure quantum dots (CdSe/CdSQDs) were prepared by colloidal synthesis process. The prepared quantum dots were characterized by transmission electron microscopy and luminescence. The prepared CdSe/CdSQDs was mixed with a small amount of polyvinylpyrrolidone (PVP) polymer, and then the CdSe/CdS QDs was uniformly distributed in the polymer. If the polymer containing quantum dots was cured, the solid film could be obtained. One-dimensional photonic crystals based on periodic arrangement of nanocrystalline particles were prepared by double beam interferometry. In the experiment, the interference periodic light field between light and dark phase is formed by setting up a simple and easy to realize double beam interference path. The periodic light field was irradiated on the PVP sample containing CdSe/CdS QDs, and a periodic potential well was formed on the sample, which was used to capture the CdSe/CdS nanoparticles. After irradiation for a long time, the PVP mixed solution containing CdSe/CdS nanoparticles will be solidified to form a solid film with a large number of CdSe/CdS nanoparticles arranged periodically. It is found that the solid film is a one-dimensional photonic crystal thin film by analyzing the diffraction characteristics and microelements of the prepared samples.
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O734

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 武东升,顾培夫,刘旭,李海峰;一维光子晶体及其应用[J];激光与光电子学进展;2001年12期

2 黄弼勤,顾培夫;一维光子晶体反常折射的数值分析[J];光子学报;2004年10期

3 刘启能;;一维光子晶体能带全貌特征的色散研究[J];激光杂志;2007年02期

4 顾国昌,李宏强,陈洪涛,陈鸿,吴翔;一维光子晶体材料中的光学传输特性[J];光学学报;2000年06期

5 张拥华,仇欣杰,李宏强,陈鸿;一维光子晶体研究进展[J];物理;2001年10期

6 周鹏,游海洋,王松有,李合印,杨月梅,陈良尧;金属插层对一维光子晶体中光传输特性的影响[J];物理学报;2002年10期

7 段晓峰,牛燕雄,张雏,张存善;一维光子晶体的光学传输特性分析[J];光子学报;2003年09期

8 张翔,李承芳;一维光子晶体研究简介[J];光学与光电技术;2003年02期

9 耶红刚,陈光德;组合一维光子晶体全能反射器[J];光子学报;2005年08期

10 黄晓琴,崔一平;一维光子晶体非线性色散特性的分析[J];光子学报;2005年03期

相关会议论文 前10条

1 许震宇;;应变可调一维光子晶体[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年

2 彭景翠;夏辉;翦之渐;李宏建;张振华;瞿述;周仁龙;;一维光子晶体中原子的自发辐射[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年

3 许震宇;;一维光子晶体的压力可调性[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年

4 沈淮中;张俊虎;王占华;武雨昕;王昭一;杨柏;;银纳米粒子掺杂的聚合物一维光子晶体的制备[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题G:光电功能高分子[C];2013年

5 高艳;王海锋;;缺陷一维光子晶体传输特性的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年

6 杜桂强;刘念华;;含有多缺陷的一维光子晶体的完全透射及应用[A];第十一届全国量子光学学术报告会论文集[C];2004年

7 杜启明;曾勇;;随机型单负一维光子晶体的能带[A];中国铁道学会铁道工程学会工程地质与路基专业委员会第二十三届年会论文集[C];2012年

8 王利;王风丽;吴文娟;王洪昌;林小燕;王占山;吴永刚;陈玲燕;;具有共振腔模式的一维光子晶体结构[A];2004年光学仪器研讨会论文集[C];2004年

9 刘念华;朱诗尧;;光脉冲通过一维光子晶体的超快光速与极慢光速传播[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年

10 王利;王风丽;王占山;吴永刚;陈玲燕;;具有共振腔模式的一维光子晶体结构[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年

相关重要报纸文章 前10条

1 冯卫东;美研究可高效阻断蛋白生成的量子点技术[N];科技日报;2008年

2 记者 常丽君;韩国造出全彩色量子点显示屏[N];科技日报;2011年

3 记者 曲照贵;天大首创零污染量子点合成工艺[N];中国化工报;2013年

4 刘牧洋;我国量子点研究获新突破[N];光明日报;2003年

5 王全楚;“量子点”荧光标记初露端倪[N];健康报;2005年

6 刘霞;科学实验发现:量子点不是点[N];科技日报;2010年

7 记者 刘霞;量子点显示屏或将成主流[N];科技日报;2010年

8 刘霞;胶体量子点太阳能电池转化效率创纪录[N];科技日报;2011年

9 本报记者 于欢;纳米技术全面升级LED[N];中国能源报;2010年

10 记者马艳红;中科院化学所成功制备量子点荧光微球[N];中国医药报;2005年

相关博士学位论文 前10条

1 李华;基于聚苯胺的兼容型红外电致变色器件研究[D];国防科学技术大学;2013年

2 沈淮中;纳米粒子/一维光子晶体复合体系的制备及性质研究[D];吉林大学;2016年

3 陈苏;新型一维光子晶体的制备和传输特性的研究[D];武汉大学;2009年

4 侯鹏;含复合缺陷的一维光子晶体的非线性传输特性的研究[D];上海大学;2009年

5 王占华;刺激—响应聚合物复合一维光子晶体[D];吉林大学;2011年

6 强海霞;一维光子晶体全向反射镜和滤波器的设计及特性研究[D];南京理工大学;2011年

7 邓立儿;一维光子晶体的理论计算及三维反蛋白石结构的研究[D];北京交通大学;2010年

8 蒋美萍;一维光子晶体的光子带隙、光学双稳态和相位共轭波[D];南京理工大学;2006年

9 李延辉;一维光子晶体表面波及其传感应用研究[D];山东大学;2014年

10 陈溢杭;含特异材料的一维光子晶体中的缺陷模性质研究[D];中山大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 王恬;基于纳米颗粒周期排列的一维光子晶体的制备研究[D];南京师范大学;2017年

2 罗砚浓;一维光子晶体表面模的理论研究[D];广西大学;2015年

3 盛晓畅;半无限一维光子晶体的反射率[D];南昌大学;2015年

4 姚,

本文编号:2154537


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/2154537.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户9d743***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com