PEDOT光子晶體的制備及其光電性能研究

發(fā)布時(shí)間：2020-07-02 04:25

【摘要】：光子晶體是介電常數(shù)不同的材料周期性排列而成的人工微結(jié)構(gòu),具有獨(dú)特的光調(diào)控的特性。PEDOT(聚3,4-乙撐二氧噻吩)是一種單雙鍵交替的共軛導(dǎo)電高分子,是目前所知最穩(wěn)定的導(dǎo)電聚合物。本文將PEDOT和光子晶體結(jié)構(gòu)相結(jié)合,制備得到性能優(yōu)良的導(dǎo)電光晶材料,并進(jìn)一步拓展了器件應(yīng)用。主要內(nèi)容如下:1、通過乳液聚合制備粒徑大小不同且單分散性良好的核殼結(jié)構(gòu)的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)乳膠粒子微球。利用制備得到的聚合物微球,經(jīng)由豎直沉積過程制備蛋白石結(jié)構(gòu)的光子晶體。改變微球尺寸得到不同帶隙和亮麗結(jié)構(gòu)色的光子晶體模板。2、利用第一步制備的蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體為模板,通過恒電位法電聚合和犧牲模板的方法制備得到反蛋白石結(jié)構(gòu)的PEDOT光子晶體(PEDOT-IOs)。并對(duì)PEDOT光子晶體的光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、浸潤(rùn)性、耐溶劑特性、溶劑響應(yīng)性、電浸潤(rùn)特性等性能進(jìn)行了測(cè)試表征,證實(shí)制備得到的PEDOT光子晶體具有多方面的優(yōu)良特性,在多個(gè)領(lǐng)域均具有潛在應(yīng)用。3、在第二步的基礎(chǔ)上,對(duì)制備得到的PEDOT光子晶體的電化學(xué)氧化還原過程進(jìn)行了詳細(xì)表征。結(jié)合光晶特點(diǎn),對(duì)其氧化還原過程中多孔結(jié)構(gòu)的形貌、光譜及浸潤(rùn)性的變化都做了深入研究,結(jié)果證實(shí)PEDOT光子晶體具有優(yōu)異的光學(xué)和電化學(xué)循環(huán)特性。在此基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)PEDOT-IO在經(jīng)過還原再氧化這一循環(huán)過程之后對(duì)極性溶劑具有特殊的響應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)固態(tài)膜的光譜藍(lán)移。因此,將傳統(tǒng)導(dǎo)電聚合物的電化學(xué)氧化還原過程和電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物響應(yīng)極性溶劑相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了室溫固態(tài)光晶圖案的可控擦寫,為光電器件裝置提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O734
【圖文】：

光子晶體,結(jié)構(gòu)示意圖

如圖1-1 所示。圖 1-1 不同光子晶體結(jié)構(gòu)示意圖[3]1.1.2 自然界中的光子晶體光子晶體不單單能在實(shí)驗(yàn)室中制備出現(xiàn)，在人工制備出第一個(gè)光子晶體之前，在自然界中就已經(jīng)存在了各種各樣的光子晶體[4-5]。如圖 1-2 所示，大自然為人類提供了許多豐富的例子，如：蝴蝶翅膀、孔雀羽毛[6]、海鼠毛以及蛋白石等都呈現(xiàn)出美麗色彩，同樣也是由其特別的三維周期微結(jié)構(gòu)決定的。圖 1-2 自然界中的光子晶體[4-6]

自然界,光子晶體