銦、釔氫氧化物和氧化物以及光子晶體的制備與性能研究.pdf

1、納米材料是指特征維度尺寸在納米數量級(1～100nm)的固體材料。由于具有量子尺寸效應，小尺寸效應以及表面效應等特殊性質，納米材料的光學性質表現一系列不同于塊體材料的新奇性質。氫氧化銦和氧化銦是重要的半導體材料，塊體的氧化銦在室溫下沒有任何熒光性質，但當尺寸減小到納米級時，由于晶體有氧空穴的存在，所以具有了良好的熒光性質。氫氧化釔和氧化釔由于釔離子的電子層結構，表現出光學惰性，是優異的發光基質材料。光子晶體是一種介電常數隨空間周期性變化

2、的新型光學微結構材料，可以用于控制光的傳播方向。因此，對納米材料光學性質的研究和光子晶體的研究是一個統一的課題。 本文主要研究了銦、釔氫氧化物和氧化物微納米結構的合成以及蝴蝶翅膀的光子晶體結構，并對它們的光學性質進行了初步研究。 一、以In2O3粉體為原料，加入一定濃度的NaOH溶液，通過簡單的水熱處理，得到了去角去棱狀的In(OH)3微晶。通過高溫煅燒后，得到了去角去棱狀的In2O3微晶，且尺寸大小與前驅體相當。改變反

3、應時間對去角去棱狀In(OH)3的形成機理進行探討，發現這種結構的形成主要有兩個步驟：首先是In2O3和NaOH反應生成In(OH)3立方晶體，然后是合成的In(OH)3和剩余的NaOH發生了兩性反應，由于立方晶體的頂點和晶棱能量比相應晶面的能量要高，所以In(OH)3立方晶體的頂點和晶棱率先并NaOH反應，在適當的反應時間下，便得到了這種特殊的去角去棱狀結構。熒光光譜表明，去角去棱狀In(OH)3和In2O3與完整的和去角狀的In(O

4、H)3和In2O3立方晶體相比，具有更優異的光致發光性質。 二、以Y(NO3)3·6H2O和十八胺分子(ODA)為原料，用無水乙醇作為溶劑和反應體系，經過溶劑熱處理，得到了米狀的Y(OH)3粒子。通過改變反應時間，反應溫度，反應體系的極性以及堿源等影響因素，對米狀的Y(OH)3粒子的形成機理進行了初步探討。結果表明，在此實驗中，無水乙醇是得到米狀產物的關鍵因素。將米狀的Y(OH)3在500℃的空氣氛圍下煅燒，可以得到了立方晶型的

5、米狀Y2O3粒子，其形貌和大小與前驅體基本相同。 采用相同的實驗步驟合成了米狀的Y(OH)3：Eu3+和Y2O3：Eu3+，并利用熒光分光光度計分別對其進行了光致發光光譜分析。 三、以柑橘鳳蝶翅膀為研究對象，對其光子晶體結構和光學性質進行了研究。然后以此翅膀為模板，采用溶膠—凝膠法和后續的煅燒處理，得到了TiO2，SiO2和Al2O3的翅膀結構復制體。測試結果表明，所得的氧化物復制體不但具有翅膀的微觀結構，而且產生了一定