[发明专利]一种双面镀层的阳极氧化铝纳米结构及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，具体地涉及一种双面镀层的阳极氧化铝纳米结构及其制备方法和应用。

背景技术

光子晶体因为其在光波长度上具有周期性的折射率变化，因此具有相应的光子禁带，波长位于光子禁带范围的光波无法在光子晶体内部传播，因此，光子晶体有望作为高性能光学器件的关键材料，近期获得了广泛的关注。

基于此，本发明提供了一种新型的双面镀层的阳极氧化铝纳米结构，利用所述结构中的光子晶体的光子禁带可有效实现对所述结构中负载的染料分子的受激辐射的调控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的双面镀层的阳极氧化铝纳米结构，利用所述结构中的光子晶体的光子禁带可有效实现对所述结构中负载的染料分子的受激辐射的调控。

本发明的第一方面，提供了一种双面镀层的阳极氧化铝纳米结构，所述结构包括第一金属镀层、第二金属镀层以及位于所述第一金属镀层和所述第二金属镀层之间的层状多孔氧化铝层，且所述层状多孔氧化铝层中负载有染料分子。

在另一优选例中，所述纳米结构的厚度为1-1000μm；和/或

所述第一金属镀层的厚度为1-5000nm；和/或

所述第二金属镀层的厚度为0.1-50μm；和/或

所述层状多孔氧化铝层的厚度为0.1-1000μm。

在另一优选例中，所述纳米结构的厚度为2-500μm，较佳地为3-300μm。

在另一优选例中，所述第一金属镀层的厚度为3-3000nm，较佳地为5-2000nm。

在另一优选例中，所述第二金属镀层的厚度为0.1-30μm，较佳地为0.14-15μm。

在另一优选例中，所述层状多孔氧化铝层的厚度为0.5-500μm，较佳地为1-400μm。

在另一优选例中，所述第一金属镀层、所述层状多孔氧化铝层和所述第二金属镀层的厚度比为1：10-1000：1-500。

在另一优选例中，所述第一金属镀层、所述层状多孔氧化铝层和所述第二金属镀层的厚度比为1：50-500：2-300，较佳地为1：80-400：2-200。

在另一优选例中，所述第二金属镀层的反射率≥85％，较佳地≥90％，更佳地≥95％。

在另一优选例中，所述第一金属镀层和/或所述第二金属镀层的所述金属可相同或不同，分别独立地选自下组：Cr、Ti、Ni、Ag、Au、Pt、Fe、Cu、或其组合。

在另一优选例中，所述第一金属镀层和所述第二金属镀层的所述金属相同。

在另一优选例中，所述染料分子选自下组：罗丹明B、罗丹明6G、PM597、或其组合。

在另一优选例中，所述层状多孔氧化铝层的层数为2-10000层，较佳地为2-8000层，更佳地为2-5000层。

在另一优选例中，所述层状多孔氧化铝层的层间距为10-5000nm，较佳地为50-3000nm，更佳地为80-2000nm。

在另一优选例中，所述层状多孔氧化铝层中任意两相邻层间层间距的比值为0.7-1.3，较佳地为0.8-1.2，更佳地为0.9-1.1。

在另一优选例中，所述层状多孔氧化铝层为多孔结构，且其孔隙率为3－80％，较佳地为10－70％，更佳地为20－60％。

在另一优选例中，所述孔均匀分布于所述层状多孔氧化铝层中。

在另一优选例中，所述“均匀分布”是指任一单位面积内的孔隙率与整个所述层状多孔氧化铝层的孔隙率的比值为0.7-1.3，较佳地为0.8-1.2，更佳地为0.9-1.1。

在另一优选例中，所述“负载”为物理吸附。

在另一优选例中，所述染料分子均匀分散于所述层状多孔氧化铝层中。

在另一优选例中，所述“均匀分散”指任一单位面积内的染料分子的负载量与所述层状多孔氧化铝层中所述染料分子的平均单位面积内的负载量的比值为0.7-1.3，较佳地为0.8-1.2，更佳地为0.9-1.1。

在另一优选例中，所述染料分子为颗粒状。

在另一优选例中，所述纳米结构在波长为532nm的激光激发下的荧光谱图在所述层状多孔氧化铝层的光子禁带边缘具有强激射峰，且所述强激射峰的位置随着光子禁带的位置移动而移动。

在另一优选例中，所述纳米结构是采用本发明第二方面所述的方法制备的。

本发明的第二方面，提供了一种本发明第一方面所述纳米结构的制备方法，所述方法包括如下步骤：