本發(fā)明屬于光子晶體領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化硅光子晶體。

背景技術(shù)：

目前，微波波段的光子晶體可以通過半導(dǎo)體精密加工方法制備，并已得到初步應(yīng)用。然而利用這種由上至下的微細(xì)加工方法制備可見光和近紅外波段的光子晶體是極其困難的。因此，人們把目光投向由下至上的膠體化學(xué)方法，其晶格常數(shù)尺寸在亞微米量級，所以膠體球的自組裝已成為制備可見光至近紅外波段光子晶體的一條簡便有效的途徑。SiO₂膠體球有易于制備和粒徑大小可控的特點，成為目前應(yīng)用最廣泛的制備光子晶體的材料，但是，SiO₂膠體球表面能高，處于熱力學(xué)非穩(wěn)定狀態(tài)，極易聚集成團，且組裝光子晶體所需的膠體球密度較高，SiO₂膠體球間很容易發(fā)生凝聚，同時二氧化硅表面親水疏油，在有機介質(zhì)中難于均勻分散，從而很難組裝形成完整有序的光子晶體結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種二氧化硅光子晶體，使其具有完整有序的光子晶體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種二氧化硅光子晶體，通過如下步驟制得：

1)試劑準(zhǔn)備：將無水乙醇、去離子水和氨水按體積比為10∶1∶1混合，攪拌均勻得到A液，將正硅酸乙酯和無水乙醇按體積比為1∶6混合得到B液，將甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和無水乙醇按體積比為1∶7混合得到C液；

2)在25℃恒溫水浴中，將上述B液分3次加入A液中，攪拌反應(yīng)30min，待反應(yīng)液變白，將上述C液加入到反應(yīng)液中，繼續(xù)反應(yīng)30h，反應(yīng)完畢后用去離子水和無水乙醇離心沉降、分散洗滌，最后得到的沉淀在60℃下真空干燥即得到改性的SiO₂膠體球；

3)用無水乙醇將上述SiO₂膠體球配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的SiO₂膠體溶液，超聲分散2h；

4)將載玻片垂直浸入SiO₂膠體溶液中，在40℃下靜置3天，在載玻片表面生長出一層SiO₂光子晶體。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟4)中的載玻片在使用前分別用氫氟酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％的濃硫酸進(jìn)行清洗。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：通過一步法，以正硅酸乙酯為硅源、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷為偶聯(lián)劑，制得表面含有大量甲基丙烯酰氧基基團的單分散亞微米級SiO₂膠體球，通過垂直沉積法制備出比較完整的SiO₂光子晶體。本發(fā)明制得的SiO₂膠體球表面接枝上了MPS功能性有機基團，從而降低了膠體球的表面能，增加了疏水性，得以在有機介質(zhì)中均勻分散，有利于光子晶體的有序組裝，本發(fā)明的二氧化硅光子晶體，具有完整有序的光子晶體結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1為二氧化硅光子晶體的吸收光譜圖。

具體實施方式

下面以具體實施方式詳細(xì)說明本發(fā)明。

一種二氧化硅光子晶體，通過如下步驟制得：

1)試劑準(zhǔn)備：將無水乙醇、去離子水和氨水按體積比為10∶1∶1混合，攪拌均勻得到A液，將正硅酸乙酯和無水乙醇按體積比為1∶6混合得到B液，將甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和無水乙醇按體積比為1∶7混合得到C液；

2)在25℃恒溫水浴中，將上述B液分3次加入A液中，攪拌反應(yīng)30min，待反應(yīng)液變白，將上述C液加入到反應(yīng)液中，繼續(xù)反應(yīng)30h，反應(yīng)完畢后用去離子水和無水乙醇離心沉降、分散洗滌，最后得到的沉淀在60℃下真空干燥即得到改性的SiO₂膠體球；

3)用無水乙醇將上述SiO₂膠體球配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的SiO₂膠體溶液，超聲分散2h；

4)將載玻片分別用氫氟酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％的濃硫酸進(jìn)行清洗，再垂直浸入SiO₂膠體溶液中，在40℃下靜置3天，在載玻片表面生長出一層SiO₂光子晶體。

如圖1，二氧化硅光子晶體具有光子帶隙特性。本發(fā)明通過一步法，以正硅酸乙酯為硅源、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷為偶聯(lián)劑，制得表面含有大量甲基丙烯酰氧基基團的單分散亞微米級SiO₂膠體球，通過垂直沉積法制備出比較完整的SiO₂光子晶體。本發(fā)明制得的SiO₂膠體球表面接枝上了MPS功能性有機基團，從而降低了膠體球的表面能，增加了疏水性，得以在有機介質(zhì)中均勻分散，有利于光子晶體的有序組裝，本發(fā)明的二氧化硅光子晶體，具有完整有序的光子晶體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護(hù)范 圍內(nèi)。