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基于自组装胶体晶体构筑有序微结构

孙志强  
【摘要】: 具有特殊功能的有序微结构日渐引起人们浓厚的研究兴趣,并被广泛应用于微反应器、生物传感器、微电子器件以及光学器件等领域。目前,在微结构的制备方面,自组装胶体晶体备受人们关注。本论文中,我们利用双基片垂直沉积方法制备了稳定的、高质量的胶体晶体。基于这种胶体晶体的稳定性,通过热压聚合物胶体晶体,制备了由多面体形构筑基元组成的非球形对称胶体晶体。以非球形对称的胶体晶体为模板,我们制备了两种特殊结构的大孔材料:其中一种由纳米棒构建而成,具有超大的孔隙率;另一种则具有封闭的、多面体形有序空腔结构,其孔隙率远远低于普通模板法制得的大孔材料。我们还建立了胶体晶体辅助印刷(CCAL)方法,以三维胶体晶体为模板构筑二维的图案化微结构阵列。一方面,以三维二氧化硅胶体晶体为模板压印聚合物膜层,我们制备了多种形貌的聚合物微结构阵列,并通过改变实验条件实现了对微结构形貌的调控;另一方面,以三维聚合物胶体晶体为模板,在镀金基底上化学沉积了银的微结构阵列。该方法得到的银纳米结构表现出优异的表面拉曼增强(SERS)效应,可以作为SERS基底。最后,将CCAL方法与物理、化学刻蚀技术结合,我们又制备了多种功能性的纳米环阵列以及自支持的功能性复合纳米环结构。


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