[发明专利]由具有一维光子晶体性质的纳米颗粒薄层形成的多层结构、其生产方法及其应用

权利要求书

1.具有布拉格反射器或一维光子晶体的性质的中孔多层结构，其 特征在于，其包括由具有不同折射率的纳米颗粒构成的周期性 交替的薄层，每一个所述薄层的厚度为在1nm至200nm之 间。

2.根据权利要求1所述的多层结构，其特征在于，其包括具有不 同材料的纳米颗粒的薄层。

3.根据权利要求1所述的多层结构，其特征在于，其包括具有相 同材料的纳米颗粒的薄层。

4.根据权利要求1所述的多层结构，其特征在于，所述纳米颗粒 是能够以粒径为在1nm至100nm之间的纳米颗粒形式获得 并允许在所述薄层之间获得期望的折射率对比的任何材料。

5.根据权利要求4所述的多层结构，其特征在于，所述纳米颗粒 的材料属于以下组：金属氧化物、金属卤化物、氮化物、碳化 物、硫族化物、金属、半导体、聚合物或它们的组合。

6.根据权利要求5所述的多层结构，其特征在于，所述氧化物选 自为其无定形相或晶相的无机氧化物的组。

7.根据权利要求5所述的多层结构，其特征在于，所述纳米颗粒 的材料选自以下组：SiO₂、TiO₂、SnO₂、ZnO、Nb₂O₅、CeO₂、 Fe₂O₃、Fe₃O₄、V₂O₅、Cr₂O₃、HfO₂、MnO₂、Mn₂O₃、Co₃O₄、 NiO、Al₂O₃、In₂O₃、SnO₂、CdS、CdSe、ZnS、ZnSe、Ag、 Au、Ni、Co、Se、Si和Ge。

8.根据权利要求5所述的多层结构，其特征在于，所述纳米颗粒 的材料选自以下组：SiO₂/TiO₂和SiO₂/SnO₂。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的多层结构，其特征在于， 其包括具有相同或不同材料的纳米颗粒、但具有不同纳米颗粒 尺寸分布的薄层。

10.根据权利要求9所述的多层结构，其特征在于，其包括具有 TiO₂材料的纳米颗粒、并具有不同的纳米颗粒尺寸分布的薄 层。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的多层结构，其特征在于， 其在所述薄层的周期中包括一个或多个断裂。

12.根据权利要求11所述的多层结构，其特征在于，周期中的所 述断裂是由于相对于决定所述周期的那些薄层存在不同深度 或厚度的薄层。

13.根据权利要求12所述的多层结构，其特征在于，周期中的所 述断裂伴随使用不同材料的纳米颗粒。

14.用于获得根据权利要求1至13中任一项所述的多层结构的方 法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a)制备纳米颗粒的悬浮液，其组成是能够以纳米颗粒形 式获得的任何材料，其中悬浮介质是使这些颗粒能够分散在其 中的任何液体，并且其浓度为在1％至99％之间；以及

b)通过在任何衬底上交替沉积基于a)中描述的所述悬 浮液的纳米颗粒的可控厚度薄层来形成高互连孔隙率并具有 一维光子晶体性质的多层结构，以这样的方式而形成折射率值 的交替，并且其中形成所述多层的每一个所述纳米颗粒的薄层 的厚度为在1nm至1μm之间，并且其中在所述多层中存在 的纳米颗粒薄层的数量在1层至100层之间变化。