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胶体晶体辅助构筑功能结构

李晓  
【摘要】: 微/纳结构的表面图案化技术因其在微电子、信息存储、微型传感器、光子材料等众领域的广泛应用得到了人们越来越多的关注。而胶体晶体自身周期有序结构与沉积、蒸镀、等离子刻蚀等技术的结合,更为二维或三维有序图案的构筑提供了新的发展空间。本论文中,我们结合软光刻技术和PDMS溶剂溶胀和机械拉伸的特性构筑了非紧密排列的二维胶体晶体,通过除去固定微球阵列的PVA膜层可以使整个构筑过程循环化。一方面的溶胀循环操作可以使晶格间距指数增长,另一方面的拉伸循环操作可以使晶格结构不局限于六方阵列同时调节晶格参数,通过合理的设计得到了所有五种二维阵列的布拉维格子结构。进一步,以非紧密排列的二维胶体晶体为等离子刻蚀的掩板构筑了荧光聚合物的纳米柱阵列。基于阵列结构减少发射光全反射和增强发射光耦合出射的原理,荧光聚合物纳米柱阵列比相应聚合物膜层存在明显的荧光增强,通过调节纳米柱阵列结构的晶格间距可以调控聚合物柱阵列的荧光强度。最后,在纳米柱制备方法基础上结合层层不同颜色荧光聚合物的旋涂工艺构筑了柱状荧光条形码阵列结构。控制纳米柱的段节数、聚合物的种类和每段节荧光聚合物的强度比例可以调节荧光条形码的编码能力,并且多段节纳米柱可以从基底上剥离形成条形码的悬浊液。


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