（化学工艺专业论文）胶体晶体模板法制备三维有序大孔材料.pdf

胶体晶体模板法制簧三维有序大孔材料 耪王亚侬：学工艺) 指导教师：郑经堂教授 摘要 三维柯序大孔( 3 d o m ) 材料具有均一有序的大孔孔道，程催化剂、 催化剂载体、吸附分离及光子晶体昝领域有着广阔的应用前景。3 d o m 材 辩圭要采蘧获薅鑫钵模叛法裁备，冀蠢享塞熬磅褒空羯，本论文 菝裁备方 法的改进和新材料的合成为研究目标。 采用滗皂乳液聚合法和s t o b e r 法分别制备了粒径为2 9 6 n m 、4 8 0 n m 的 聚苯乙燎荻捧徽零及簸径蔻5 4 0 n m 熬s i 0 2 黢薅徽球，莠穆获棼激球蕴装 为胶体晶体。所组装的胶体晶体具有面心立方( f c c ) 的有序结构，以其 为模板制备了三维有序犬孔s i 0 2 、骶0 2 、c e 0 2 、z r 0 2 、磷镏酸( p m o l 2 ) 受载静象纯毒手瓣p m 0 1 2 - s i 0 2 及有痔穴魏炭耪辩。遥遗s e m 、x r d 、彳羲温 n 2 吸附测试等手段对制锯的3 d o m 材料的形貌、孔壁组成及其孔隙结构 进行了研究。上述材料的表蘧都具有穴方有序的犬魏排列形式，通过对材 瓣断覆或鼷陷鹣s e m 辫察，证爨天魏材辩的我绥季穹为模羲有澎络梅静反 复制，具有三维有序的大孔结构。 将正醚酸甲酯与钛数理丁酯分剐耀嚣l 成溶胶，再壤充到聚笨z 。爝模板 闻豫中，豫位凝胶君，通过焙烧去除模板后制备了3 d o ms i 0 2 、t i 0 2 。 3 d o ms i 0 2 孔径为2 4 0 r i m ，相对于微球其收缩率1 9 ，具有烈等温线， b e t 比表藤积为7 9 3 4 m 2 g ，我壁出纛定形s i 0 2 梭成。3 d o mt i 0 2 孔径必 2 2 0 r i m ，收缩率2 6 ，褫钛矿晶型，晶粒直径为2 4 1 n m 。 ；硝凝铈为前 驱物，通过与柠檬酸的西己合作用，规溅其低熔点对形成3 d o m 结构的不 嚣因素，剃冬73 d o mc e 0 2 。3 d o mc e 0 2 丈毳捧磁紧凑，琵绞2 5 0 r i m ， i i i 收缩率1 6 ，具有立方晶相，粒径为1 0 g r i m ，其b e t 比表面积为9 6 0 8 m 2 g 。 以熔点较高的氧氯化锆为前驱体，制备了3 d o mz r 0 2 ，其孔径及孔径收 缩率分别为3 3 0 r i m 、3 1 ，单斜晶相，粒径为2 7 8 r i m ，b e t 比表面积为 3 7 2 3 m 2 g 。将k e g g i n 结构的磷钼酸负载到3 d o ms i 0 2 载体上，制备了杂 化材料3 d o mp m o l 2 - s i 0 2 。负载后，由于磷钼酸质子与s i 0 2 表面羟基的 缩合脱水作用而使磷钼酸的热稳定性提高，经历5 0 0 c 焙烧后其i c e g g i n 结构仍然保持。 以葡萄糖为前驱物填充s i 0 2 胶晶模板的间隙，炭化后，采用h f 溶去 模板得到3 d o m 炭材料。其孔径及孔径收缩率分别为5 1 0 r i m 和5 6 。大 孔孔壁上存在孔径以2 1 0 r i m 为主的中孔孔隙。比表面积达到 9 4 8 2 0 m 2 g 。所制备的3 d o m 材料由无序石墨结构的炭质组成。 关键词：聚苯乙烯微球，二氧化硅微球，胶体晶体模板，三维有序大孔， 大孔材料 1 v s y n t h e s i so ft h r e e - d i m e n s i o n a l l yo r d e r e dm a e r o p o r o u s m a t e r i a l sb yc o l l o i d a lc r y s t a lt e m p l a t em e t h o d y a n g w e i y a ( c h e m i e a lt e c h n o l o g y ) d i r e c t e d 垮p r o f e s s o r z h e n g j i n g - t a n g a b s t r a c t t h r e e - d i m e n s i o n a l l yo r d e r e dm a c r o p o r o u s ( 3 d o m ) m a t e r i a l sw 瞧 u n i f o r mp o r es i z ea n dw e l l d e f i n e dp e r i o d i cs t r u c t u r ew e r ee x p e c t e dt oh a v e a d v a n c e da p p l i c a t i o n s ，s u c ha sc a t a l y s t s ，c a t a l y t i cs u p p o r t s ，a d s o r b e n t sa n d s e p a r a t i o nm a t e r i a l s p h o t o n i cc r y s t a l s av a r i e t yo f 3 d o m m a t e r i a l sh a db e e n s y n t h e s i z e db yt e m p l a t i n gc l o s e d - p a c k e dc o l l o i d a ls p h e r e s t h ep o l y s t y r e n es p h e r e sw i t hd i a m e t e r so f 2 9 6a n d4 8 0 n mw e r ep r e p a r e d b ye m u l s i f i e r - f r e ee m u l s i o np o l y m e r i z a t i o nt e c h n i q u e t h es i l i c as p h e r e sw o 糟 s y n t h e s i z e db ys t f b e rm e t h o d 羽惦辩s p h e r e s - q d g r ea s s e m b l e di n t oc o l l o i d a l c r y s t a la st e m p l a t e s t h em o r p h o l o g i e s , c o m p o n e n ta n dt e x t u r a lp o r o s i t yo f 3 d c 臻哇m a t e r i a l sw e r es t u d i e dt h r o u g hs e 醒，x r 黔a n dl o wt e m p e t a t u r e n i t r o g e na d s o r p t i o n - d e s o r p t i o nm e t h o d s ，e t c i nt h i sp a p e r ，a l l3 d o m m a t e r i a l su n d e r - m e n t i o n e ds h o w e daw e l l - o r d e r e da r r a yo fh e x a g o n a l l y p a c k e dm a c r o p o r e s b yt h es e mi m a g e so ft h es e c t i o na n dp o i n ld e f e c t ，t h e m a e r o p o r o u ss t r u c t u r eo f3 d o mm a t e r i a l sw e r ei n v e r s ed u p l i c a t i o no f c o l l o i d a lc r y s c a it e m p l a t e sw i t haf c ca r r a y ， 3 d o ms i 0 2 a n dt i 0 2 w e r es y n t h e s i z e dt h r o u g ht h e i rs o l sa sp i 糍) u r s o r s ， i n f i l t r a t e di nt h ev o i d sb e t w e e nt h es p h e r e s t h eb e ts u r f a c ea r e ao f3 d o m s i 0 2w a s7 9 3 4 m 2 g ，a n di t sa d s o r p t i o n - d e s o r p t i o nc u r v e sw e r et y p ei v i s o t h e r m s 。t h ep o r ed i a m e t e ro fm a c r o p o r o r e sw a sa b o u t2 4 0 n mw i 氇a v s h r i n k a g eo f1 9 t h e3 d o m m a t e r i a l sc o m i s t e do fa m o r p h o u ss i 0 2 t h e p o r es i z eo f3 d o mt i 0 2w a s2 2 0 n mw i t l las h r i n k a g eo f2 6 ，a n dt h e m a t e r i a l sc o n s i s t e do fa n a t a s ec r y s t a l l i t e s2 4 1 n mi ns i z e 3 d o mc e 0 2w e r c p r e p a r e dt h r o u g ht h ei n f i l t r a t i o ni n t ot e m p l a t e sw i t hc h e l a t i n gc e r i u mn i t r a t e a n dc i t r i ca c i d ，i t sp o r ed i a m e t e rw a sa b o u t2 5 0 n mw i t has h r i n k a g eo f1 6 t h e3 d o mm a t e r i a l sc o n s i s t e do fc u b i cc e c h1 0 8 r i mi ns i z e 1 1 l cb e t t r l r f a c ea r e ao f 3 d o mc e 0 2w a s9 6 0 8 m 2 g 1 1 抡s o l u t i o no f z r o c l 2 8 h 2 0i n e t h a n o l ，a sp r e c u r s o r ，w a su e s e dt op r e p a r e d3 d o mz i 0 2 i t sb e ts u r f a c e a r e aw a s3 7 2 3 m z g 1 1 1 e3 d o mm a t e r i a l sc o m i s t e ao fm o n o c l i n i cc r y s t a l l i t e s o f z r 0 2 2 2 8 n mi ns i z e t h ep o r ed i a m e t e rw a sa b o u t3 3 0 r i mc o r r e s p o n d i n gt o as h r i n k a g eo f3 1 3 d o mp m 0 1 2 - s i 0 2w a sp r e p a r e dt h r o u g h3 d o ms i 0 2 s u p p o r t e dk e g g i n1 2 - p h o s p h o m o l y b d i ca c i d 办eh e a ts t a b i l i t yo f3 d o m p v z o l 2 一s i 0 2w i 也g e g g i n 剐n l c t i | r ew a se f f e c t i v e l yi m p r o v e d ，a n di t ss t a b i l i t y r e s f l t e df r o mt h ec o n d e n s a t i o n - d e h y d r a t i o nr e a c t i o nb e t w e e nh o s i 0 2a n d p r o t o n so f p m o l 2 b y i n f i l t r a t i o no f g i n p r e c u r s o r ，i n t os i 0 2c o l l o i d a lc r y s t a lt e m p l a t e s ， f o l l o w e db yr e m o v a lo ft h et e m p l a t eb yh f ，3 d o mc a r b o nm a t e r i a l sw e r e s y n t h e s i z e d t h em a c r o p o r e sd i a m e t e rw a g5 1 0 h mw i t has l i g h ts h r i n k a g eo f 5 6 t h i sc a r b o nm a t e r i a l f o r m e d 慨- d i m e n s i o n a l l y i n t e r c o n n e c t e d m a c r o p o r o u sn e t w o r k st h r o u g hs m a l lw i n d o w s t h ep o r e sw a l l sc o n t a l n e aa p o r es i z ed i s t r i b u t i o no f m e s o p o r e 、 ，i t hd i a m e t e r so f 2 1 0 n m i t sb e t s u r f a o e a r e aw a s9 4 8 2 0 m z g t h em a t e r i a l s c o n s i s t e do f t u r b o s t r a t i cg r a p h i t e k e yw o r d s ：p o l y s t y r e n es p h e r e ，s i l i c as p h e r e ，c o l l o i d a lc r y s t a lt e m p l a t e ， 3 d o m ，m a c r o p o r o u sm a t e r i a l v i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国石油 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 栖z 丑 口年 f 月岁e t 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可 以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存 论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： 矿6 年f 月乡日 口6 年6 其上e t 串罾石漉失学( 华东) 硬士论文第1 章嚣害 第 章翦言 1 。1 研究背景及意义 随满纳米技术的迅速发展，微观有序的材料以其种种特异韵性能引起 7 人们勰度重毫戆。有字多孔材料作为材料领域约分支之一，是攒孔道尺寸 均一、空间排列有序，孔径大小一般在缃米到微米范围的无机或有机高分 子材料。国际纯粹与应用化学联合会( i u p a c ) 根据孔径大小，将多弛材 料分为三类，孔径小于2 r i m 的为微孔材料，孔径大于5 0 r i m 的为犬孔材料， 孔径介于两者之闻的为中孔材料。 袭i - 1i u p a c 孔径分类及对庸的铡子 有序多孔材科在催化，分离、电极等领域具有广泛的应用，开发新裂 功能化多孔耪毒墨一直是楗搴墨磅究领域的热点。2 0 世纪4 0 年代以来，天然 多孔沸丽良好的吸附性能推动了人工合成多孔材料的发展。源自于自然环 境的启零，利用不同的摸叛剂，合成7 不同孔径的多孔材料。其中采用较 小的有机分子为模板，成了孔径 硕士论文第1 章前言 蒙锭傀学转纯壤态法是逶建浸泡或瀵热戆方式，终戆驱殇壤充巍揍叛 空隙中，利用化学反应将前驱物转化成所需要的材料。此方法主要包括原 位溶黢凝骏法、盐嚣积、氧豫还藩窝嶷涅溶滚填充法。宅霹麓子铡冬金 属氧化物、金属、盐类、以及聚合物的3 d o m 材料。 原皴溶荻一凝获法宝簧雳予铡鍪3 d o m 金爝氧证纺材辩。将摸叛浸浚 予金属的醇盐或醇盐溶液中，随后经历原位溶胶凝胶过程，并经过热转 纯形藏麴应熬金属氧纯秘，麸露实现对摸扳缕搀豹反复剃。1 9 9 7 年，v e l e v 掣2 4 1 首次以p s 胶体晶体为模板，利用溶胶旅胶法制备了3 d o ms i 0 2 ， 劳逶过渡交胶体缴臻戆尺寸来调节孔经大小。1 9 9 8 年，w i j n d h o v e n 等1 3 0 1 用离心场形成的p s 胶晶模板合成了3 d o mt i o z 。由于该材料的高折光指 数、更强黪笼乎豢骧效疲，弓 起7 又斑黥普遍关注。嬲1 7 免其裁各约 3 d o mt i 0 2s e m 照片。使用膊l 位溶胶- 凝胶法制备的3 d o m 氧化物，融 缀道戆穗括；s i 、嚣、鼢、越、w ，f e 及秘等1 3 ”。 图1 7 溶胶凝胶法制备的3 d o mt i 0 2 的s e m 照片删 然而由于该方法的填充率较低，至多达5 0 ，一般需要进行多次填充 以提高填充率，这使褥摸板在填充过程巾受到多次i 中击，从而破坏3 d o m 结构的有序性 制备3 d o m 金属氧化物时，剩用金属的醇赫或醇盐溶液填究模板风 然是相对容易进行的过程，然而，对大多数金属瓶言，尤其是低价态过渡 盒属和稀士金属，其醇黢是较赡获取的。而金属的盐类，如硝酸盐、醋酸 1 0 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 盐窥氯凭物则毙较价壤耪褥。基予以上考虑，y a h 罄1 3 2 1 以过渡余媾的硝酸 盐或酪酸簸为前驱俸，淤乙醇、承或酝酸为溶魏，通过毛细作髑，将釜弓l 入到模板空隙，然后使溶剂挥发，则赧沉积到模板内部。由于硝酸盐及醋 酸盐的熔点较低，继续将草酸根离予碍l 入到模板巾，与金属离乎反应，生 藏藩熹较麓戆孳酸叠。在寒瀣去狳摸叛嚣，莩酸簸壹蓉努舞缮翻耀瘟熬 3 d o m 氧化物。邬泉周锋【3 3 l 以硝酸觳为前驱体，以柠檬酸为配体，其络 和物具有较高的热稳定性，填充模板厢经热转化制备了a i 、c e 、( j r 、n i 、 m g 、i n 等一系裂金属黪3 d o m 氧纯携耪辩，悉基避免了y a h 爨采震方法 中的盐的纛次转化等繁琐过程。 利用没泡法，将有机单体填充到模板中，然后褥通过引发剂引发聚合， 还可以毒备3 d o m 聚会物材辩。仪棱云等1 3 4 1 将用a p s 改性的攀分教s j 0 2 颗粒蕴装为模板，再褥笨乙烯单体填充瑟模援空瀚，然君经馁氮二异了精 引发聚合，用h f 溶去模板后即得3 d o m 聚苯乙烯。类似的方法还可以制 备间规聚笨乙烯 3 5 1 、聚冈烯腈 3 6 1 等。除此之外，通过向胶晶模板中填充 聚合貔渣滚，瑟嚣挥发撵溶；鬟| ，逸霹嶷瑰3 d o m 耱瓣懿蘩蚤。鼯；将l ， 1 二氟乙烯与三氟乙烯的共聚物的环融酮溶液填充剥s i 0 2 模板中，而后 在1 5 5 1 6 0 条件下蒸发掉溶剂，从而制得3 d o m 铁电聚合物【3 。该方 法程彦篾零、操作方便，毽会造成不惩程度匏填突缺陷，麸两导致填充体 系的不连续性，造成乖于料豹孔径严重i | 定缩。 1 3 1 2 电场填充法 电场下的填充包括电泳填充法和电化学填充法。电泳填充法f 3 丌，首先 是将狡髂螽俸模叛缀蕤盔一个毫极袭鬻，然磊耱歙竣充毒| 辩熬绣米鑫粒分 散于介质中，在外部施加电场的作用下，带电晶糍向异性电极一侧沉积， 逐渐填入到电极表面的模板空隙中。在电化学填究法中【3 8 9 1 ，模板颗粒 颈先沉积簌一令导电鳃蒸蒺上形成茨螽摸叛，摸叛瓣正上方楚耀反戆惫 极。然爱程恒电压或值溆流的作用下，所需填充的物质通过电化学反应在 电极表面嫩成，并沿模枚空隙由下至上逐步将其填满，因而填充率高，结 鞫收缩率低。在这今过程中，结构重瑷精度主要取决于范德华力、模板表 瑟静滤瀵镶和一些动力擎因素1 4 0 l 。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 图i - 8 电沉积法制备3 d o mc d s e 材料【4 1 1 根据填充物质的不同，可以选取不同的电场沉积方式。对金属和p b 0 2 等金属氧化物则采用在模板微球表面层层沉积的生长方式【4 2 】；对c d s e 等 族半导体采用自上而下的沉积方式 4 3 j ，该沉积方式不但可以实现模 板孔隙的完全填充，精确复制模板结构，而且填充不受孔隙结构的复杂程 度和孔隙深度的限制 4 4 1 ；聚合物在模板孔隙中的生长，则依据胶体晶体的 形状而定，具有高度的方向性m j 。 电场沉积法在制备光子晶体和高介电指数材料方面是一条比较有前 景的技术路线，利用该方法合成了多种的金属、半导体和聚合物等3 d o m 材料。b r a u n 等【4 l 】用该方法合成了c d s o 半导体大孔材料。因为半导体 c d s e 、s i 、g e 等具有较高的折光指数和机械强度，且孔材料结构紧密， 在模板去除后收缩很小，进而可最大化孔材料的折光指数比。该方法为制 备完全光子带隙材料提供了一条理想的途径。然而对于导电聚合物，因为 其折光指数较低，而且溶剂去除模板时，溶胀作用又使孔径的收缩率变得 很大( 1 3 4 0 ) ，所以不适合用来制备光子能隙材料，但它可控性好， 不但可以根据聚合物的沉积量来调控孔壁厚度，而且可以通过改变合成条 件来实现孔结构及光子性质的可控性，同时它也是制备光活性大孔材料的 理想方法【3 引。另外，b a t t l e r 等m l 以p s 胶晶为模板，用电化学沉积法制备 了3 d o m 聚吡啶、聚苯胺等导电材料，不但提高了导电聚合物的导电性， 巾国矗濑失学( 华东) 硬士论文第l 章蓠富 两且还克服了巍氧化还原反应避程中酶露子滚动性，从褥进一步提毫7 器 电聚合物的应用价值。 甩魄化学沉积法露褥的金壤大兹材辩，结魏紧密考廖，在霹见光范疆 内比较释易获得完全光予带隙，而且尺寸在模板去除后收缩较小，但和大 多数的舞机材j l ； 一样都鲢：较容易碎裂。 1 3 1 3 纳来晶粒填充法 该方法包掇纳米晶靛直接填充法和胶体微球与绒米晶粒共沉积法。 纳米晶粒鬣接填充法是将纳米粒子分散于溶剂中，通过过滤、蒸发等 方式将英弓l 入到模板的空隙中，纳米晶糕堆积农模板微球的表露，然后农 一定的气氛中焙烧，去除模板，得到相应的3 d o m 氧化物。这种方法燕 耍用于制备大魏半导体、金属及金属氧化物材料。g a t e s 等【4 7 硼该法合成 了有序黼积达几平方厘米的磁能大孔材料，该材料展示了极好的光学性能 和磁学性能。l e i 等m l 以s i 0 2 为模板，采用此方法合成了c d s e 大孑l 材料。 w a n g 等 4 9 1 以p s 为模板，用a u - s i 0 2 的核壳纳米晶粒为填充物，经过高 温烧结，在去模板的同时使s i 魄壳体间相互融结，从而合成了核壳有序 大孔丰于料，为裔序大孤材料的合成又提供了一条新前途径。 纳米晶粒的共沉积法是指将纳米晶粒与单分散的胶体微球充分混合， 形成惹浊液，爵通过缓慢蒸发筏晶粒与肢体微球共同沉积，堆积成有序阵 列。此法中，模板形成的同时，纳米晶粒已经填充到了模板空隙中。随膳 在定漩度下烧结，除去模板褥3 d o m 材辩。t e s s i e r 嚣 s o j 班p s 微球与 众的纳米粒予悬浮液共沉积制备了3 d o m 金。s u b r a m a n i a n 等【5 1 j 应用此法 割备的t i 0 2 、s i 0 2 沉积瑟得三个不同层次，上嫠为纳米磊较与p s 的混念 层，中间为纯p s 层，下层为纯纳米晶粒层。共沉积法光须复杂的化学变 化，填充率较裔，然焉，所得3 d o m 枣| 料的有穆往有蔽，两量，为徐诞 必沉积鼹好，所用到的纳米晶粒尺寸须小于胶体微球尺寸的1 1 0 以下1 4 _ 7 1 。 3 。1 4 l ：学气撩沉积法 化学气相沉积( c v d ) 法是通过气态前驱物填充模板掇隙的一种途径， 遥鬻在舞溢移受莲条箨下戮较懂静速度逐行。 1 9 9 8 年，z a k h i d o v 簿 5 2 j 首次应用c v d 法将2 5 的丙烯一氮气混合气 中国石濑太学( 华东) 硕士论文第l 章前害 体于常服、8 0 0 ( 2 条彳牛下燕解6 h ，去除模板磁含成了石墨淡大孔材料。 m i g u e z 等1 5 3 1 利用有机金属化学气相沉积法将h l p 填充于模板的空隙中。 b l a n c o i s 4 1 及g o l u b e r 【5 都两个研究小缀分别以乙碱烷和甲硅烷作为前驱物， 霜c v d 法在模叛黪空蒙中沉积s i ，豫去摸羧后获褥完念悉子带骧戆 3 d o ms i 单晶。 c v d 法有着显潜的优点：物质填充均匀，填充率可控性好，通过精 密豹搽终霉錾这裂理想戆填充率。 1 3 1 5 两步模缀法 两步模板法首先制用一种胶晶模板，制备出种3 d o m 材料，然后 再以这释3 d o m 材辩为模叛，制备另一种有膨丈扎材料。两步模扳法所 合成的大狂材瓣，一般其存蔹壳鹣结梅形式。舄少绥弼爨s i 0 2 获体鑫俸 为模板，制备了3 d o m 炭，再以3 d o m 炭为模扳合成了空心球结构的过 渡金属氧化物，如：z n o 、n i o 、c 0 3 0 4 等；z h o u t m 贝r j 3 d o ms i 0 2 为模 援毒l 备了3 d o m 炭。嚣步模板法藏嶷了3 d o m 耪辩数懿冬等毅，瑟虽采 用该方法制备了具有均相壳体的中空微球，这爨微球在微囊反应器、药物 传输、d n a 、人造细胞等领域有着广泛的应用虢景。 。3 ，23 d o m 耪辩豹黢雳 三维有序大氆材料是2 0 世纪9 0 年代兴起的院较新颖静研究谍题，由 于该材料既具有一般多孔材料自身的特点，又具有孔道排列三维有序的优 势，预计在在光子晶体、催化剂载体、吸附分离、电极材料等方面有广泛 豹应震麓豢。 1 3 2 13 d o n 材料农光学方面的威用 由予3 d o m 材料结构的空间肖序性，其介也常数随空阃办里周期性 分布，掰激3 d o m 毒耋糕是一耱捷炎戆毙子基涔耱! | | 毒，曩示爨蹇好夔毙子 带隙效戚。所谓光予晶体，是指鼹肖光子带隙的类新材料，其典型结构 是一个折射率周期性变化的三维物体，周期为光波长数量级。黼光子带隙 是指特定颓率熬光( 电磁波) 不能遴过光子晶体约性质。若一系列波长的 光在镁储方向上都不能透过3 d o m 韦| 辩，翮称该材瓣轰竞龛光子带藩 ( c o m p l e t ep b g ) 材料；若在某些方向上能部分透过，则称该材料为光子 1 4 中啻石濑大学( 华东 疆圭论文繁1 章蔫害 禁带( p h o t o n i es t o pb a n d ，p s b ) 毒孝料。其中，完全光乎带踩毒耋料因为可 以广泛威用于光学集成电路、低临界激光通讯等领域，成为人们竞相研究 的焦点。迄今为止，已经发现多数3 d o m 材辩都呈现出p s b 效应，蔗殷 3 d o m 材料所展示的光予带隙性质可以通过3 d o m 材料的组成、孔间躐、 折光指数耽帮霹体体积圪等因素的改变来调蒂。 基予上述性质，3 d o m 材料还可应用于生物