[发明专利]非密堆反蛋白石光子晶体的制备方法

权利要求书

1.非密堆反蛋白石光子晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，以正硅酸乙酯为原料制备SiO₂纳米或亚微米球；

第二步，制备聚苯乙烯球体颗粒；

第三步，将粒径比为D_SiO2∶D_聚苯乙烯＝1∶5～8的两种球体颗粒按质量比为m_SiO2∶m_聚苯乙烯＝1∶2～3分别进行称取，然后分别将两种球体颗粒超声分散于有机溶剂中，超声时间为2～3h，将两悬浮液混合后继续超声2～3h，得到混合悬浮液，其颗粒的质量分数为1％～2％，其中：D_SiO2表示SiO₂的直径，D_聚苯乙烯表示聚苯乙烯的直径，m_SiO2表示SiO₂的质量，m_聚苯乙烯表示聚苯乙烯的质量；

第四步，将基底垂直浸入已放置平稳的混合悬浮液中，在40～50℃下真空干燥，待溶液完全蒸发后，在基底表面生长出一层双尺寸光子晶体；

第五步，将双尺寸光子晶体在400～500℃下煅烧4～6h，即得非密堆反蛋白石光子晶体。

2.根据权利要求1所述的非密堆反蛋白石光子晶体的制备方法，其特征在于，所述第一步制备SiO₂纳米或亚微米球按照以下步骤实现：

首先，将正硅酸乙酯溶于a体积份的无水乙醇配置成溶液A；

其次，将正硅酸乙酯体积1～5倍的质量浓度为25％～28％的氨水溶于b体积份的无水乙醇配置成溶液B，a∶b＝1∶1～2；

然后，将溶液A置于磁力搅拌设备中，在不停搅拌下将溶液B加入溶液A中，混合液中正硅酸乙酯的浓度为0.4～0.6mol/L，反应22h后，分离沉淀，离心洗涤后于50～60℃干燥，得到SiO₂纳米或亚微米球。

3.根据权利要求1所述的非密堆反蛋白石光子晶体的制备方法，其特征在于，所述第二步中制备聚苯乙烯球体颗粒按照以下步骤实现：

首先，在圆底烧瓶中加入去离子水，通氮气后，加入苯乙烯，控制苯乙烯的浓度为1～5mol/L，继续通氮气并保持温度为70～80℃；

然后，加入浓度为0.003～0.01mol/L的过硫酸钾水溶液，过硫酸钾的质量为苯乙烯质量的1～2％，聚合反应10～15h，所得悬浮液用无水乙醇洗涤，之后真空冷冻干燥3h即获得聚苯乙烯球体颗粒。

4.根据权利要求1所述的非密堆反蛋白石光子晶体的制备方法，其特征在于，所述第三步中有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、乙腈或者异丙醇。

5.根据权利要求1所述的非密堆反蛋白石光子晶体的制备方法，其特征在于，所述第四步中基底为载玻片、ITO玻璃或者硅片。

6.根据权利要求1所述的非密堆反蛋白石光子晶体的制备方法，其特征在于，所述第四步中基底在浸入混合悬浮液之前，先依次用质量浓度为1％～2％的氢氟酸，体积比为7∶3的浓硫酸-双氧水混合溶液，以及质量浓度为1％～2％的氢氧化钠溶液各超声清洗15min，用去离子水冲洗后在红外灯下烘干备用。

7.根据权利要求1所述的非密堆反蛋白石光子晶体的制备方法，其特征在于，用TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CdS、Nb₂O₅或WO₃替代所述的SiO₂球体。