基于胶体晶体模板制备三维有序大孔有机半导体材料

论文摘要

近年来,通过胶体晶体模板制备三维有序大孔材料,由于其在许多领域有着广泛的应用前景,已经成为了科学家关注的热点之一。本论文中,重点研究了利用胶体晶体模板法制备三维有序大孔有机半导体材料。主要研究内容如下：1.通过改进的Stober方法,合成了不同粒径的单分散二氧化硅微球。我们固定了其它反应条件,通过调节温度参数,制备了单分散、粒径可控的Si02亚微米胶体微球,并利用垂直对流自组装法将其组装成胶体晶体模板。微球的粒径及组装后的胶体晶体的形貌通过扫描电镜和反射光谱表征。2.通过胶体晶体模板法结合表面浸润技术,成功的制备了高晶态的三维有序大孔纳米结构的富勒烯。我们通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征了样品的制备过程和三维有序大孔结构形貌,并进一步通过XRD和选取区电子衍射(SAED)对样品的晶体结构进行了归属。通过光学显微镜和反射光谱仪表征了3DOM结构样品的结构色和反射光谱,并表现出良好的光子带隙性质。3.我们通过胶体晶体模板法制备了三维有序大孔结构的红荧烯,并且成功的检测到了这种反蛋白石结构红荧烯的光子带隙,与理论计算结果一致。该方法为制备反蛋白石结构的有机半导体材料提供了借鉴,此外也可能开发材料新的光电性质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 多孔材料简介
• 1.2 三维有序大孔（3DOM）材料
• 1.3 三维有序大孔（3DOM）材料的构筑
• 1.3.1 自上而下（Top-down Method）
• 1.3.2 自下而上法（Bottom-up Method）
• 1.4 三维有序大孔（3DOM）材料的种类
• 1.4.1 3DOM结构的聚合物
• 1.4.2 3DOM结构的无机氧化物及金属
• 1.4.3 3DOM结构的无机半导体及碳
• 1.4.4 3DOM结构的复合金属及氧化物材料
• 1.5 三维有序大孔（3DOM）材料孔壁结构调控
• 1.5.1 开孔互穿网络结构
• 1.5.2 闭孔结构
• 1.5.3 多级孔径结构
• 1.6 三维有序大孔（3DOM）材料的应用
• 1.6.1 基于光子晶体的性质
• 1.6.2 分离吸附及电极材料
• 1.6.3 二次反转模板
• 1.6.4 浸润性
• 1.7 本论文的研究目的及主要内容
• 第二章 二氧化硅胶体晶体模板的制备
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂材料及仪器
• 2.2.2 单分散二氧化硅微球的制备
• 2.2.3 二氧化硅胶体晶体模板的制备
• 2.2.4 结构与性能表征
• 2.3 结果与讨论
• 2微球及胶体晶体形貌'>2.3.1 SiO₂微球及胶体晶体形貌
• 2.3.2 胶体晶体光学性质
• 2.4 本章小结
• 第三章 高晶态三维有序大孔富勒烯的制备及表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要试剂和原料
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 样品制备
• 3.2.4 结构与性能表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 形貌的表征
• 3.3.2 晶体学表征与归属
• 3.3.4 光学性质
• 3.4 本章小结
• 第四章 红荧烯反蛋白石的制备及其光学性质研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要试剂与原料
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 制备与表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 蛋白石模板与红荧烯反蛋白石的制备
• 4.3.2 物质结构分析
• 4.3.3 光子带隙表征
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录A（攻读学位期间发表论文目录）