圆柱形蛋白石和反蛋白石结构光子晶体的制备及其光学性质*

陈 威 王 鸣 倪海彬

(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 210046)

(2012年10月19日收到;2013年1月29日收到修改稿)

1 引言

空心和实心的圆柱形蛋白石及反蛋白石结构具有形成空心三维光子晶体光纤和液相色谱柱的潜力，Kamp等研究了用注射泵在毛细管内制作实心的圆柱形蛋白石结构[1]，Moon等研究了在毛细管外制作空心的蛋白石和反蛋白石结构[2]，Lin等[3,4]利用虹吸在空心光纤内自组装蛋白石结构的光子晶体.这些研究展示了圆柱形蛋白石和反蛋白石结构的应用前景及可行性.同时用各种常用材料制作高质量、孔径可控、形状可控的反蛋白石结构一直是人们的研究热点[5,6].目前研究较多的模板CVD法[7]、凝胶填充法等实现了很多材料反蛋白石结构的制作，但是这些方法制作的反蛋白石结构存在填充不均匀、裂缝缺陷多、面积小、形状简单等问题，阻碍了反蛋白石结构材料的实际应用.Hatton在2010年详细地报道了用溶胶凝胶协同自组装制作反蛋白石结构材料的方法[8]，这种方法可行性高，相比前面两种方法具有裂缝少、单晶区域大、可制作大面积高质量反蛋白石结构[9]的优势.本文在这些研究的基础上，首先用垂直沉积法和溶胶凝胶协同自组装法制作了空心圆柱形蛋白石和反蛋白石结构，系统研究了其生长机理及各种参数对实验结果的影响;然后用类重力沉积法制作实心蛋白石和反蛋白石结构光子晶体薄膜，并讨论了实……