一种二氧化硅光子晶体制造技术

本发明专利技术公开了光子晶体材料领域内的一种二氧化硅光子晶体，通过如下步骤制得：将无水乙醇、去离子水和氨水按体积比为10∶1∶1混合，得到A液，将正硅酸乙酯和无水乙醇按体积比为1∶6混合得到B液，将甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和无水乙醇按体积比为1∶7混合得到C液；将上述B液分3次加入A液中，搅拌反应，待反应液变白，将上述C液加入到反应液中，继续反应，用去离子水和无水乙醇离心沉降、分散洗涤，最后得到的沉淀真空干燥即得到改性的SiO2胶体球；用无水乙醇将上述SiO2胶体球配制成质量分数为5％的SiO2胶体溶液，超声分散2h；将载玻片垂直浸入SiO2胶体溶液中，在40℃下静置3天，在载玻片表面生长出一层SiO2光子晶体。本发明专利技术制得的二氧化硅光子晶体，具有完整有序的光子晶体结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光子晶体领域，具体涉及一种二氧化硅光子晶体。
技术介绍
目前，微波波段的光子晶体可以通过半导体精密加工方法制备，并已得到初步应用。然而利用这种由上至下的微细加工方法制备可见光和近红外波段的光子晶体是极其困难的。因此，人们把目光投向由下至上的胶体化学方法，其晶格常数尺寸在亚微米量级，所以胶体球的自组装已成为制备可见光至近红外波段光子晶体的一条简便有效的途径。SiO2胶体球有易于制备和粒径大小可控的特点，成为目前应用最广泛的制备光子晶体的材料，但是，SiO2胶体球表面能高，处于热力学非稳定状态，极易聚集成团，且组装光子晶体所需的胶体球密度较高，SiO2胶体球间很容易发生凝聚，同时二氧化硅表面亲水疏油，在有机介质中难于均匀分散，从而很难组装形成完整有序的光子晶体结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种二氧化硅光子晶体，使其具有完整有序的光子晶体结构。本专利技术的目的是这样实现的，一种二氧化硅光子晶体，通过如下步骤制得：1)试剂准备：将无水乙醇、去离子水和氨水按体积比为10∶1∶1混合，搅拌均匀得到A液，将正硅酸乙酯和无水乙醇按体积比为1∶6混合得到B液，将甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和无水乙醇按体积比为1∶7混合得到C液；2)在25℃恒温水浴中，将上述B液分3次加入A液中，搅拌反应30min，待反应液变白，将上述C液加入到反应液中，继续反应30h，反应完毕后用去离子水和无水乙醇离心沉降、分散洗涤，最后得到的沉淀在60℃下真空干燥即得到改性的SiO2胶体球；3)用无水乙醇将上述SiO2胶体球配制成质量分数为5％的SiO2胶体溶液，超声分散2h；4)将载玻片垂直浸入SiO2胶体溶液中，在40℃下静置3天，在载玻片表面生长出一层SiO2光子晶体。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤4)中的载玻片在使用前分别用氢氟酸和质量分数为98％的浓硫酸进行清洗。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：通过一步法，以正硅酸乙酯为硅源、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷为偶联剂，制得表面含有大量甲基丙烯酰氧基基团的单分散亚微米级SiO2胶体球，通过垂直沉积法制备出比较完整的SiO2光子晶体。本专利技术制得的SiO2胶体球表面接枝上了MPS功能性有机基团，从而降低了胶体球的表面能，增加了疏水性，得以在有机介质中均匀分散，有利于光子晶体的有序组装，本专利技术的二氧化硅光子晶体，具有完整有序的光子晶体结构。附图说明图1为二氧化硅光子晶体的吸收光谱图。具体实施方式下面以具体实施方式详细说明本专利技术。一种二氧化硅光子晶体，通过如下步骤制得：1)试剂准备：将无水乙醇、去离子水和氨水按体积比为10∶1∶1混合，搅拌均匀得到A液，将正硅酸乙酯和无水乙醇按体积比为1∶6混合得到B液，将甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和无水乙醇按体积比为1∶7混合得到C液；2)在25℃恒温水浴中，将上述B液分3次加入A液中，搅拌反应30min，待反应液变白，将上述C液加入到反应液中，继续反应30h，反应完毕后用去离子水和无水乙醇离心沉降、分散洗涤，最后得到的沉淀在60℃下真空干燥即得到改性的SiO2胶体球；3)用无水乙醇将上述SiO2胶体球配制成质量分数为5％的SiO2胶体溶液，超声分散2h；4)将载玻片分别用氢氟酸和质量分数为98％的浓硫酸进行清洗，再垂直浸入SiO2胶体溶液中，在40℃下静置3天，在载玻片表面生长出一层SiO2光子晶体。如图1，二氧化硅光子晶体具有光子带隙特性。本专利技术通过一步法，以正硅酸乙酯为硅源、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷为偶联剂，制得表面含有大量甲基丙烯酰氧基基团的单分散亚微米级SiO2胶体球，通过垂直沉积法制备出比较完整的SiO2光子晶体。本专利技术制得的SiO2胶体球表面接枝上了MPS功能性有机基团，从而降低了胶体球的表面能，增加了疏水性，得以在有机介质中均匀分散，有利于光子晶体的有序组装，本专利技术的二氧化硅光子晶体，具有完整有序的光子晶体结构。本专利技术并不局限于上述实施例，在本专利技术公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的
技术实现思路
，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本专利技术的保护范
围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化硅光子晶体，其特征在于通过如下步骤制得：1)试剂准备：将无水乙醇、去离子水和氨水按体积比为10∶1∶1混合，搅拌均匀得到A液，将正硅酸乙酯和无水乙醇按体积比为1∶6混合得到B液，将甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和无水乙醇按体积比为1∶7混合得到C液；2)在25℃恒温水浴中，将上述B液分3次加入A液中，搅拌反应30min，待反应液变白，将上述C液加入到反应液中，继续反应30h，反应完毕后用去离子水和无水乙醇离心沉降、分散洗涤，最后得到的沉淀在60℃下真空干燥即得到改性的SiO2胶体球；3)用无水乙醇将上述SiO2胶体球配制成质量分数为5％的SiO2胶体溶液，超声分散2h；4)将载玻片垂直浸入SiO2胶体溶液中，在40℃下静置3天，在载玻片表面生长出一层SiO2光子晶体。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅光子晶体，其特征在于通过如下步骤制得：1)试剂准备：将无水乙醇、去离子水和氨水按体积比为10∶1∶1混合，搅拌均匀得到A液，将正硅酸乙酯和无水乙醇按体积比为1∶6混合得到B液，将甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和无水乙醇按体积比为1∶7混合得到C液；2)在25℃恒温水浴中，将上述B液分3次加入A液中，搅拌反应30min，待反应液变白，将上述C液加入到反应液中，继续反应30h，反应完毕后用去离子水...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈莹，
申请(专利权)人：陈莹，
类型：发明
国别省市：江苏;32