[发明专利]一种磁场导向下形貌各向异性的椭球状介孔二氧化硅光子晶体有序薄膜的组装方法

权利要求书

1.一种磁场导向下形貌各向异性的椭球状介孔二氧化硅光子晶体有序薄膜的组装方法，其特征在于采用椭球状介孔二氧化硅微纳米粒子为构筑基元，在其有序的孔道结构中，填充可溶性的磁性化合物，经过高温焙烧以及进一步的还原处理，得到具有磁性的椭球状的二氧化硅微纳米粒子，随后将这种椭球状的二氧化硅微纳米粒子分散到分散剂中，在外加磁场中进行组装即可得到磁场导向下形貌各向异性的椭球状二氧化硅光子晶体有序薄膜；

所述可溶性的磁性化合物为铁、钴、镍的化合物中的一种或两种以上的混合物；

其中铁的化合物为硝酸铁、高氯酸铁、氯化铁中的一种或两种以上的混合物；

其中钴的化合物为硝酸钴、二氯化钴、碳酸钴中的一种或两种以上的混合物；

其中镍的化合物为硝酸镍、氯化镍或硝酸镍与氯化镍组成的混合物；

所述的椭球状介孔二氧化硅微纳米粒子，其长轴为1.12～4.0                                               m,短轴为0.38～0.8 m，长轴与短轴之比即轴比为2.0~5.0；

所述分散剂为乙醇、甲醇、去离子水、正己烷中的一种或两种以上的混合物。

2.如权利要求1所述的一种磁场导向下形貌各向异性的椭球状介孔二氧化硅光子晶体有序薄膜的组装方法，其特征在于所述的椭球状介孔二氧化硅微纳米粒子，其长轴为1.3 m,短轴为 0.61m,长轴与短轴之比即轴比为2.36。

3.如权利要求1或2所述的一种磁场导向下形貌各向异性的椭球状介孔二氧化硅光子晶体有序薄膜的组装方法，其特征在于具体包括如下步骤：

（1）、将可溶性的磁性化合物溶解于乙醇中，加入椭球状介孔二氧化硅微纳米粒子，其中可溶性的磁性化合物与椭球状介孔二氧化硅微纳米粒子的质量比为0.5-10:1，静置至乙醇挥发干，然后在20-100°下恒温12-48h，即得到磁性化合物/二氧化硅复合物；

（2）、将步骤（1）中得到的磁性化合物/二氧化硅复合物在高温下焙烧，控制焙烧温度200-800℃之间，焙烧时间为2-12h，自然冷却至室温；

（3）、步骤（2）焙烧后的磁性化合物/二氧化硅复合物再在氢气气氛中控制升温速率为1℃/min升温至200-800℃再次进行焙烧，焙烧时间为2-12h，自然冷却至室温,即可得到椭球状的磁性氧化物/二氧化硅微纳米粒子；

（4）、将步骤（3）所得的椭球状的磁性氧化物/二氧化硅微纳米粒子分散到分散剂中，形成椭球状的磁性氧化物/二氧化硅微纳米粒子分散液；

其中所述分散剂为乙醇、甲醇、去离子水、正己烷中的一种或两种以上的混合物；

所述椭球状的磁性氧化物/二氧化硅微纳米粒子在分散液中的含量为0.1-100mg/mL；

（5）、先在基片上滴加2-200 L的步骤（4）中所形成的含有椭球状的磁性氧化物/二氧化硅微纳米粒子的分散液，然后滴加2-200 L另一种分散剂，使得含有椭球状的磁性氧化物/二氧化硅微纳米粒子的分散液与另一种分散剂互溶形成混合液；

其中所述的基片的材料为玻璃或硅片；

所述另一种分散剂为乙醇、去离子水、正己烷、甲醇中的一种或两种以上的混合液；

（6）、将步骤（5）中形成混合液后的基片放入平行磁场中，通过调节平行磁场的磁场强度以及椭球状的磁性氧化物/二氧化硅微纳米粒子的分散液的浓度和体积进行有序组装，待基片上的混合液中的溶剂挥发后，即可得到形貌各向异性的椭球状介孔二氧化硅光子晶体有序薄膜；

其中所述平行磁场为由两块极性相反的磁铁相对并保持一定的距离而组成的平行磁场，平行磁场的磁场强度为0.1-0.6T，磁铁之间的相对距离为3-60㎜。

4.如权利要求3所述的一种在磁场下形貌各向异性的椭球状介孔二氧化硅光子晶体有序薄膜

自组装的方法，其特征在于步骤（1）中所述的其中可溶性的磁性化合物与介孔二氧化硅

微纳米粒子的质量比为2-5:1。

5.如权利要求4所述的一种在磁场下形貌各向异性的椭球状介孔二氧化硅光子晶体有序薄膜

自组装的方法，其特征在于步骤（4）中所述的椭球状的磁性氧化物/二氧化硅微纳米粒子

在分散液中的含量为2-80 mg/mL。