本文選題：有序性　切入點(diǎn)：時(shí)域有限差分法　出處：《吉林大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著信息社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、能源等方面的光學(xué)和電子器件提出了新要求。然而傳統(tǒng)材料的研究很難取得開創(chuàng)性的進(jìn)展,無法滿足這樣的要求。具備表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)等特性的納米材料,特別是納米有序材料,在光學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)等方面展現(xiàn)出了優(yōu)異特性,從此人們開始關(guān)注納米材料。其中納米有序材料就是相關(guān)研究領(lǐng)域備受注目的熱點(diǎn)之一。 納米有序結(jié)構(gòu)大多是由納米球,納米線,納米棒等組成的,本文在納米球有序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對(duì)納米核殼有序結(jié)構(gòu)和納米管準(zhǔn)有序結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性進(jìn)行了研究,可分為如下三部分： 首先,利用時(shí)域有限差分法得到了納米球組成的密排有序結(jié)構(gòu)的紫外可見透射、反射光譜。計(jì)算結(jié)果與布拉格衍射定律、相關(guān)文獻(xiàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)高度匹配；其次,計(jì)算并討論了納米核殼有序結(jié)構(gòu)中的核位置偏移對(duì)其光學(xué)特性的影響。在平行于[111]有偏移時(shí),其透射峰的半高寬和相對(duì)半高寬會(huì)表現(xiàn)出規(guī)律性變化,而在垂直于[111]方向有偏移時(shí),透射峰幾乎不會(huì)有明顯變化,即不會(huì)對(duì)該結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生明顯影響。進(jìn)一步對(duì)橢球體核情況進(jìn)行了計(jì)算和分析,當(dāng)橢球體的形狀和方位角發(fā)生變化時(shí),其透射峰位,半高寬和相對(duì)半高寬也呈現(xiàn)出規(guī)律性變化。這對(duì)于調(diào)節(jié)納米有序核殼結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)具有很強(qiáng)的理論指導(dǎo)意義；最后,研究了納米管準(zhǔn)有序結(jié)構(gòu)。利用水熱法合成了Ti02納米管,通過TEM(透射電子顯微鏡)對(duì)其形貌進(jìn)行了表征。分別利用垂直沉積法和雙基底沉積法制備了Ti02納米管準(zhǔn)有序結(jié)構(gòu),通過光纖光譜儀得到了其紫外可見反射光譜。對(duì)這兩種方法的反射光譜進(jìn)行了對(duì)比后,發(fā)現(xiàn)雙基底沉積法制備的納米管準(zhǔn)有序結(jié)構(gòu)的反射峰更加明顯,從而反映了采用此法制備的微觀結(jié)構(gòu)更加有序。而后采用此方法制備了不同濃度的納米管準(zhǔn)有序結(jié)構(gòu),并計(jì)算了此結(jié)構(gòu)的反射光譜。發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)值和理論值表現(xiàn)出相同的規(guī)律,符合得比較好,驗(yàn)證了所制備得納米管微觀結(jié)構(gòu)的有序
[Abstract]:With the development of information society, optical and electronic devices, such as display, data storage, energy and so on, are required.However, the research of traditional materials is difficult to achieve pioneering progress, can not meet such requirements.Nanomaterials with surface effect and small size effect, especially nanocrystalline ordered materials, have shown excellent properties in optics, magnetics, thermal science and so on. Since then, people have begun to pay attention to nanomaterials.Nano-ordered materials are one of the hot topics in related research fields.Nano-ordered structures are mostly composed of nanospheres, nanowires, nanorods, etc. In this paper, the optical properties of ordered structures of nanospheres and nanotubes are studied based on the ordered structures of nanospheres.It can be divided into three parts:Firstly, the UV-Vis and reflectance spectra of the ordered structure of the nanospheres are obtained by using the finite-difference time-domain method (FDTD).The calculated results are highly consistent with the Bragg diffraction law, relevant literature and experimental data. Secondly, the influence of the nuclear position shift in the ordered structure of nanocrystalline core-shell on its optical properties is calculated and discussed.When there is a shift parallel to [111], the half maximum width and the relative half maximum width of the transmission peak will show regular changes, but the transmission peak will hardly change significantly when the shift is perpendicular to the direction of [111].That is, the optical properties of the structure will not be significantly affected.Furthermore, the nucleation of ellipsoid is calculated and analyzed. When the shape and azimuth of the ellipsoid change, the transmission peak position, the half maximum width and the relative half maximum width of the ellipsoid also show regular changes.It is of great theoretical significance to regulate the optical properties of nanostructured core-shell structures. Finally, the quasi-ordered structures of nanotubes are studied.Ti02 nanotubes were synthesized by hydrothermal method and characterized by TEM (Transmission Electron microscope).The quasi-ordered structure of Ti02 nanotubes was prepared by vertical deposition method and double-substrate deposition method, respectively. The UV-Vis reflectance spectra of Ti02 nanotubes were obtained by optical fiber spectrometer.By comparing the reflectance spectra of the two methods, it is found that the reflection peaks of the quasi-ordered structure of nanotubes prepared by double-substrate deposition method are more obvious, which reflects that the microstructure prepared by this method is more orderly.The quasi-ordered structure of nanotubes with different concentrations was prepared by this method, and the reflectance spectra of the structure were calculated.It is found that the experimental value and the theoretical value show the same rule, which is in good agreement with each other, and verifies the ordered microstructure of the prepared nanotubes.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1

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4 張路f，

本文編號(hào)：1716757