The invention provides a rapid preparation method of a three-dimensional photonic crystal, belonging to the field of photonic crystal and material physical chemistry technology. In the invention, a carbon coated magnetite composite magnetic nanoparticle is prepared, and the preparation method of the three-dimensional photonic crystal is realized by using the ferromagnetic property auxiliary solvent evaporation induction method. Photonic crystal color can be prepared by different particle size of carbon coated Fe3O4 magnetic nanoparticles to control the crystal quality and metallic luster by evaporation induced self assembly of various regulatory factors in the process of realizing optimization. The prepared photonic crystal has solid state, bright color, bright metallic luster and good color adjustability. The present invention provides the preparation method without external magnetic field, without adding curing agent and crosslinking agent, preparation time less than 2 hours, which is rapid, simple, safe, low cost, and is suitable for large-scale industrial production.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种三维光子晶体的快速制备方法,属于光子晶体和材料物理化学
技术介绍
光子晶体是一种具有光子带隙结构的周期性电介质材料,能够对光的传播方向进行有效调控,具有类似于电子半导体的特性。自1987年Yablonovitch(Phys.Rev.Lett.,1987年,58卷,2059-2062页)和John(Phys.Rev.Lett.,1987年,58卷,2486-2489页)等首次提出光子晶体概念以来,光子晶体的研究受到了极大的关注,并获得了迅速的发展,被认为是未来光子工业的材料基础,在各类光学器件、光子计算和光纤通讯等领域具有广阔的应用前景。其中,三维光子晶体由于能够产生全方向的完全光子禁带,相比一维、二维光子晶体仅能产生方向禁带,具有更普遍的实用性,因此成为近年来研究的热点。国内外目前公开的关于三维光子晶体制备方法的报道大多采用传统的垂直沉降、磁场诱导等自组装方法。美国应用物理杂志(Appl.Phys.Lett.,2001年,78卷,52-54页)报道了一种利用垂直沉降组装法制备得到聚苯乙烯三维晶体薄膜,晶体质量良好但制备周期较长,需数天。英国的科学报告杂志(Sci.Rep.,2013年,3卷,1484-1488页)报道了一种利用磁诱导组装方法将超顺磁碳包覆四氧化三铁磁性复合纳米粒子组装成光子晶体结构,然后加入固化剂,在磁场作用下通过紫外聚合方式固定光子晶体结构。但这些三维光子晶体制备方法,普遍存在组装时间过长、制备成本偏高、操作复杂等缺点,不利于大规模生产,大大地限制了其在工业上的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有的三 ...
【技术保护点】
一种三维光子晶体的快速制备方法,其特征在于步骤如下:(1)碳包覆四氧化三铁磁性复合纳米粒子的制备:将0.4‑0.8g的二茂铁溶解于60‑80mL的丙酮中,加入2‑5mL的过氧化氢,搅拌10‑60min后得到混合溶液;将混合溶液转移至高压釜中,密封加热至170‑250℃,保温24‑72h后冷却至室温,得到黑色粉末;将所得黑色粉末分别用丙酮及乙醇各清洗2‑4次,然后在40‑50℃、0.8‑1.5MPa 的真空烘箱中干燥8‑12h,通过溶剂热法制得碳包覆四氧化三铁磁性复合纳米粒子;(2)三维光子晶体的制备:将步骤(1)制备所得的碳包覆四氧化三铁磁性复合纳米粒子按照1‑6mg/mL的浓度分散于溶剂中,50‑60Hz超声5‑20min后,直接置于烘箱中30‑120℃干燥,得到固态的三维光子晶体。
【技术特征摘要】
1.一种三维光子晶体的快速制备方法,其特征在于步骤如下:(1)碳包覆四氧化三铁磁性复合纳米粒子的制备:将0.4-0.8g的二茂铁溶解于60-80mL的丙酮中,加入2-5mL的过氧化氢,搅拌10-60min后得到混合溶液;将混合溶液转移至高压釜中,密封加热至170-250℃,保温24-72h后冷却至室温,得到黑色粉末;将所得黑色粉末分别用丙酮及乙醇各清洗2-4次,然后在40-50℃、0.8-1.5MPa的真空烘箱中干燥8-12h,通过溶剂热法制得碳包覆四氧化三铁磁性复合纳米粒子;(2)三维光子晶体的制备:将步骤(1)制...
【专利技术属性】
技术研发人员:曹玉华,李梦,倪鑫炯,由爱梅,曹光群,
申请(专利权)人:江南大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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