溶胶凝胶法制备圆柱形大孔二氧化硅反蛋白石结构晶体

李侠; 郭文华; 吕志娟; 邢进华; 王鸣

doi:10.7498/aps.63.024205

摘要

利用溶胶凝胶法在不同直径的毛细管表面制备了圆柱形二氧化硅反蛋白石多孔结构. 利用扫描电子显微镜表征了其形貌，发现胶体晶体的类（111）面结构整体为圆柱形，平行于毛细管表面. 透射光谱结果表明，二氧化硅多孔结构在[111]方向具有典型的光子带隙效应，与布拉格理论相符合，有望应用到光通讯和传感领域.

关键词:

Cylindrical macroporous silica structures are fabricated on the surfaces of glass capillary with different diameters by a sol-gel cooperative assembly method. The cylindrical inverse opals are characterized by scanning electron microscope, showing that the (111)-like plane of face-centered-cubic (fcc) structure is parallel to the surface of the cylindrical capillary. Transmission spectra demonstrate typical photonic band gaps (PBGs) of about 40% in the direction of [111] lattice orientation, which accords well with the result from the Bragg formula. The excellent optical properties not only affirm the success of sol-gel coassembled macroporous silica inverse opals on cylindrical substrates, but also introduce PBG materials to meet the requirements of the practical applications of optical communication, optical switching and sensors.

Keywords:

作者及机构信息

1.
常熟理工学院物理与电子工程学院, 江苏省新型功能材料重点实验室, 常熟 215500;

2.
南京师范大学物理科学与技术学院, 江苏省光电技术重点实验室, 南京 210097

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：61178044，91123015）、江苏省高校自然科学基金（批准号：12KJB140001）、江苏省新型功能材料重点实验室开放基金（批准号：12KFJJ003）和常熟理工学院青年教师科研启动项目（批准号：QZ1113）资助的课题.

Authors and contacts

1.
Jiangsu Laboratory of Advanced Functional Materials, Department of Opto-Electronic Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China;

2.
Key Laboratory on Opto-Electronic Technology of Jiangsu Province, School of Physics and Technology, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China

Funds: Project supported by the by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61178044, 91123015), the General Program of the Natural Science Foundation of Jiangsu Higher Education Institutions of China (Grant No. 12KJB140001), the Open Project of Jiangsu Laboratory of Advanced Functional Materials, China (Grant No. 12KFJJ003), and the Young Researcher Fund of Changshu Institute of Technology, China (Grant No. QZ1113).

参考文献

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[18]	Guo W, Wang M, Xia W, Dai L 2012 Opt. Commun. 285 1259
[19]	Moon J H, Kim S, Yi G R, Lee Y H, Yang S M 2004 Langmuir 20

施引文献

[1]	Shen Z, Shi L, You B, Wu L, Zhao D 2012 J. Mater. Chem. 22 8069
[2]	González-Urbina L, Baert K, Kolaric B, Pérez-Moreno J, Clays K 2012 Chem. Rev. 112 2268
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[11]	Hatton B, Mishchenko L, Davis S, Sandhage K H, Aizenberg J 2010 Proc. Nat. Acad. Sci. 107 10354
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[17]	Guo W H, Wang M, Xia W, Dai L H, Cui E Y, Ni H B 2011 Acta Phys. Sin. 60 124213 (in Chinese) [郭文华, 王鸣, 夏巍, 戴丽华, 崔恩营, 倪海彬 2011 60 124213]
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