[發(fā)明專利]寬紫外光吸收FeGa空心球納米陣列材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410011134.3
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103769577A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李志剛;馮尚申;邵先亦;陳衛(wèi)平;李艷萍;王天樂
• 申請（專利權(quán)）人: 李志剛;臺州學(xué)院
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C23C14/35;C23C14/14;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 臺州市南方商標(biāo)專利事務(wù)所(普通合伙) 33225
• 代理人: 郭建平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米材料，具體涉及一種可磁場調(diào)控寬紫外光吸收性能的FeGa空心球納米陣列材料。本發(fā)明還涉及一種可磁場調(diào)控寬紫外光吸收性能的FeGa空心球納米陣列材料的制備方法。

背景技術(shù)

光子晶體是一種介質(zhì)在另一種介質(zhì)中周期排列所組成的人造晶體，折射率的周期變化形成光學(xué)能帶，使一定能量的落入其中的光子不能傳播，形成光子禁帶，并且自發(fā)輻射受到抑制。通過設(shè)計光子晶體結(jié)構(gòu)，將頻率處于禁帶的光局域在周期性結(jié)構(gòu)中，從而實現(xiàn)對光的調(diào)控。

金屬光子晶體即把光子晶體中周期性排列的電介質(zhì)單元換成金屬，可以是納米孔、柱等周期性結(jié)構(gòu)。由于金屬是負(fù)介電常數(shù)的介質(zhì)，因此光波不能在其內(nèi)部傳播。金屬與光波產(chǎn)生表面等離子體共振，沿著金屬和介質(zhì)界面?zhèn)鞑サ碾娮硬▽⑹菇饘俦砻娈a(chǎn)生很強的增強場。表面等離子共振與波導(dǎo)模式發(fā)生強烈的耦合作用，將產(chǎn)生增透現(xiàn)象并發(fā)現(xiàn)了一些特殊的光學(xué)技術(shù)，在光電子器件方面具有重要的應(yīng)用。

然而，傳統(tǒng)的金屬光子晶體材料，結(jié)構(gòu)形成后往往無法再進(jìn)行后續(xù)的調(diào)控，從而限制了金屬光子晶體的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可磁場調(diào)控寬紫外光吸收性能的FeGa空心球納米陣列材料，它可以通過外磁場進(jìn)行調(diào)控，具有寬紫外吸收性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明可磁場調(diào)控寬紫外光吸收性能的FeGa空心球納米陣列材料的技術(shù)解決方案為：

包括襯底、FeGa空心球陣列膜，F(xiàn)eGa空心球陣列膜覆蓋于襯底上；所述FeGa空心球陣列膜由多個FeGa空心球單層緊密排列為蜂巢形陣列；所述FeGa空心球的直徑為500～1000nm，壁厚為20～120nm。?

所述空心球的孔間相互連通。

本發(fā)明還提供一種可磁場調(diào)控寬紫外光吸收性能的FeGa空心球納米陣列材料的制備方法，其技術(shù)解決方案為，包括以下步驟：

第一步、對襯底進(jìn)行清洗；?

當(dāng)所述襯底為玻璃襯底，其第一步的清洗步驟為：

工序一、將襯底置于丙酮中超聲清洗40±5分鐘，然后用蒸餾水清洗多次；

工序二、將襯底置于乙醇中超聲清洗40±5分鐘，然后用蒸餾水清洗多次；

工序三、將襯底置于蒸餾水中超聲清洗30±5分鐘；

工序四、將襯底置于濃硫酸與雙氧水的混合液中浸泡8±0.5小時，然后超聲清洗60±5分鐘，再用蒸餾水反復(fù)清洗；其中濃硫酸與雙氧水的體積比為3:1；

工序五、將襯底置于氨水、雙氧水、去離子水的混合液中超聲清洗60±5分鐘，用蒸餾水清洗多次后置于蒸餾水中待用；襯底在蒸餾水中待用的時間不大于7天；其中氨水：雙氧水：去離子水的體積比為1:1:3。

當(dāng)所述襯底為硅片襯底，其第一步的清洗步驟為：

工序一、將襯底置于丙酮中超聲清洗40±5分鐘，然后用蒸餾水清洗多次；

工序二、將襯底置于乙醇中超聲清洗40±5分鐘，然后用蒸餾水清洗多次；

工序三、將襯底置于蒸餾水中超聲清洗30±5分鐘后置于蒸餾水中待用；襯底在蒸餾水中待用的時間不大于7天。

第二步、在襯底上合成膠體晶體模板；

采用氣-液界面合成法，使膠體球附于襯底表面，形成膠體晶體模板；具體方法為：

將膠體球溶液按照體積比為1：1的比例與無水乙醇混合；將膠體球溶液與無水乙醇的混合液滴到襯底表面，所述混合液在襯底邊緣與去離子水發(fā)生界面作用，在表面張力的作用下，使膠體球浮于液體表面，形成規(guī)則的納米結(jié)構(gòu)膜；用襯底將其撈起，得到帶有膠體晶體模板的襯底。

所述膠體球溶液為質(zhì)量比10%的聚苯乙烯膠體晶體溶液；所述膠體球是直徑為500～1000nm的聚苯乙烯膠體球。

第三步、合成FeGa空心球納米陣列；

工序一、磁控濺射FeGa膜；

將第二步合成的帶有膠體晶體模板的襯底置于高真空磁控濺射鍍膜機中；將FeGa合金靶材放置于磁控濺射靶位，抽真空，進(jìn)行濺射鍍膜，從而在帶有膠體晶體模板的襯底上合成FeGa膜；

所述濺射鍍膜的濺射功率為70±5瓦，預(yù)濺射時間1000±50秒，濺射時間1500～5000秒。

所述FeGa合金靶材中?Fe：Ga的原子比為1：1。

工序二、去除膠體晶體模板；

將工序一所合成的FeGa膜浸入到二氯甲烷中，使膠體球溶于二氯甲烷，得到去除膠體球后的FeGa空心球陣列。

本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是：