[发明专利]全禁带三维光子晶体压印成型方法及全禁带三维光子晶体结构

权利要求书

1.一种全禁带三维光子晶体的纳米压印制作方法，包括下列步骤：

步骤一、选取适合材料，使单分散胶体颗粒(8)和高分子聚合物基体材料(7)间产生大于2的介电常数比；

步骤二、制备压印模板(1)，使其凸起部分(2)符合面心立方111面(5)上的基元位置，在压印模板(1)上溅射沉积金属薄层(3)，并用特氟龙层(4)遮蔽压印模板凹陷部分的金属薄层(3)；

步骤三、首先在平面基材(6)表面上均匀涂铺一层液态高分子聚合物基体材料(7)，待其自由流平；

步骤四、采用电晕荷电方式处理单分散胶体颗粒(8)，使单分散胶体颗粒(8)表面分布有负电荷(9)；

步骤五、外接高压电源，调节高压电源电压的大小，使压印模板凸起部分(2)所带的正电荷(10)的大小恰好能满足在压印模板(1)的每一个凸起部分吸附一个带有负电荷(9)的单分散胶体颗粒(8)；压印模板凸起部分(2)即带正电荷(10)，使压印模板凸起部分(2)吸附带有负电荷(9)的单分散胶体颗粒(8)；

步骤六、采用微接触式纳米压印工艺，使已吸附单分散胶体颗粒(8)的压印模板(1)接触高分子聚合物基体材料(7)，单分散胶体颗粒(8)在高分子聚合物基体材料(7)上形成面心立方111面(5)的二维结构；

步骤七、改变外接高压电源电压方向，使压印模板凸起部分(2)的正电荷(10)变为负电荷(9)，单分散胶体颗粒(8)与压印模板(1)间的吸附作用变为排斥作用，脱去压印模板(1)；

步骤八、按上述步骤叠加多层相同的二维结构，并用高分子聚合物基体材料(7)将制得的结构顶层涂铺成水平面，之后待高分子聚合物基体材料完全固化后即得全禁带三维光子晶体。

2.根据权利要求1所述纳米压印制作方法，其特征在于：所述压印模板凹陷部分的金属薄层(3)由铜或者铝构成。

3.根据权利要求1所述纳米压印制作方法，其特征在于：所述均匀涂铺的液态高分子聚合物基体材料(7)是硅橡胶或者聚甲基丙烯酸甲酯。

4.根据权利要求1所述纳米压印制作方法，其特征在于：所述采用电晕荷电方式处理的单分散胶体颗粒(8)为聚苯乙烯、二氧化硅或者二氧化钛。

5.根据权利要求1所述纳米压印制作方法，其特征在于：所述压印模板吸附单分散胶体颗粒(8)时，采用的高压电源的调节范围为500V-500kV。