[发明专利]共聚物与介电材料的纳米复合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月31日提交的临时申请第61/720,661号的优先权，所述申请以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及无机介电纳米粒子与相分离嵌段共聚物的复合物、制得所述复合物的方法以及使用所述复合物制得的装置。

背景技术

自从光学透镜的发明以来，光的操纵已经是一个有用的技术领域。最近，光子科学领域已针对多种实际用途广泛发展。光子科学包括光的产生、发射、透射、调变、信号处理、切换、扩增以及检测/感测。光子学和光子结构的应用是普遍存在的并且在现代技术中不断发展。包括从日常生活到最先进的科学的所有领域，例如光检测、电信、信息处理、照明、计量学、光谱学、全息、医学(外科手术、视力校正、内窥镜检查、健康监测)、军事技术、激光材料加工、视觉技术、生物光子学、农业以及机器人学。光子学的独特应用持续出现。在经济上至关重要的光子装置的应用包括光学数据录入、光纤电信、激光打印(基于静电印刷)、显示器以及大功率激光的光学泵激。

光子结构，尤其薄膜光子结构可以适用于多种消费装置，包括条形码扫描器、打印机、CD/DVD/蓝光装置以及遥控器装置。在电信领域中，此类结构适用于多种应用，包括光纤通信和光学下转换。熟练的业内人士将理解，存在光子装置的诸多其它应用。一种制造光子装置的尤其适用的方法涉及生产包含不同折射率材料的规律重复结构。此类结构的实例包括布拉格镜(Bragg mirror)、光栅、波导、衍射光栅、选择性带通滤波器、抗反射涂层等。这些装置一般通过真空沉积于不同折射率的衬底材料上来产生。这一方法适用于具有简单几何形状和较少层的结构，如含有相对较少的高折射率材料与低折射率材料交替层的布拉格镜。

对于低成本、快速并且易于制造光子装置、对于新的光子结构以及并入此类结构的装置有着持续的需求。

需要具有适用于制造光子结构的改良材料。举例来说，需要具有适用于与光电子装置低损耗光学耦合的材料。

发明内容

本发明包括一种组合物，其包含相分离嵌段共聚物和无机介电纳米粒子，其中所述纳米粒子分散在所述共聚物中并且主要存在于一个相中并且所述组合物的S_N为至少3。本发明还包括包含所述组合物的制品。

所述组合物可以使用低成本、简单、高产的方法来制备。出人意料地，本发明的组合物同时展现了独特地选择性并入的无机介电材料，其具有在所需波长范围内具光学活性的适当的特征尺寸。

所述组合物易于制成制品，如薄片和薄膜，其具有针对多种方法和产品操纵光的能力。使用这些新材料制备的结构可以是例如有效的光子装置。

附图说明

图1是聚合度N和弗洛里-哈金斯相互作用参数χ的乘积与代表性A-b-B二嵌段共聚物的嵌段A的重量分率的相图曲线。图1还包括了所得形态的实例的描绘。

图2是样品KRATON的透射电子显微照片。

图3是本发明材料的制造方法的示意图。

图4是实例2的纳米复合材料的TEM图像。

图5是实例2的纳米复合物的STEM图像。

图6是通过将图5的方形区域覆盖在相同区域的伪色彩元素图的黑色版本和白色版本上所制备的组合图像。

图7是实例2的复合物的反向散射SEM图像。

图8是实例1中所采用的未经处理的相分离OBC的薄膜的TEM图像。

图9是实例1中所采用的未经处理的相分离OBC的薄膜的TEM图像。

图10是实例3的装置的横截面。

图11是实例4的装置的横截面。

图12是实例5的装置的横截面。

图13是可以用于制备本发明复合物的方法的流程框图。

具体实施方式

如本文所使用，“一种(a)”、“一种(an)”、“所述”、“至少一种”以及“一或多种”可互换使用。术语“包含”、“包括”以及其变化形式在这些术语在说明书和权利要求书中出现时不具有限制意义。因此，举例来说，包括“一种”疏水性聚合物的粒子的水性组合物可以解释为意指组合物包括“一或多种”疏水性聚合物的粒子。