[发明专利]反蛋白石结构硫化银光子晶体的制备方法

说明书

本发明涉及功能性反蛋白石结构硫化银光子晶体制备。本发明的一种反蛋白石结构硫化银光子晶体的制备方法，具体为：在合成二氧化硅微球的过程中加入硫化银量子点溶液，制备出不同粒径的含有硫化银的二氧化硅微球，之后采用竖直沉积法组装成蛋白石结构的硫化银点光子晶体模板，最后采用牺牲模板法制备反蛋白石结构的硫化银光子晶体。本发明以蛋白石结构光子晶体为模板，通过牺牲模板法制备不同带隙的反蛋白石结构硫化银光子晶体。用紫光激发硫化银光子晶体，会发出不同光泽的红色荧光。本发明的方法操作简单、成本低廉、适合大规模制备具有光子带隙调制性能的反蛋白石结构硫化银光子晶体。

技术领域

本发明涉及功能性反蛋白石结构硫化银光子晶体制备。

背景技术

光子晶体是指介电常数(折射率)不同的材料在空间周期性排列构成的。光子晶体最本质的特征是光子禁带和光子局域。光子禁带可以控制光在其中的传播，而且缺陷态的引入可以影响光子禁带的性质，是光电集成、光子集成、光通信的一种关键性基础材料。

近年来，随着人们对半导体材料微观尺寸和表面修饰的调控，制备出的硫化银量子点，在近红外区存在较高的荧光强度。硫化银量子点具有以下共同的优良性质：硫化银量子点制备方法简单，原料易得，从而使生产成本大大降低；其具有良好的生物相容性和低毒性，结合其良好的发光性质可以应用在生物细胞成像；总体来说，硫化银量子点在能源相关器件、环境相关应用、生物相关领域以及复合材料相关领域。

将硫化银量子点和光子晶体结合，使硫化银量子点转变成周期性结构的固态，更有利于后处理。不同的周期性结构具有不同的光子带隙。硫化银量子点作为一种光电材料，具有光子带隙后就具有了调控光的性质。将硫化银量子点和光子晶体结合制备出不同带隙的硫化银量子点光子晶体，不仅很好的继承了硫化银量子点原有的优良性质，同时通过光子晶体带隙的调控，使硫化银量子点光子晶体表现出相较于硫化银量子点更加优良的性质，如荧光性能的增强，增强光电化学过程中的电子转移效率等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反蛋白石结构硫化银光子晶体的制备方法，以快速、高效、大面积地合成反蛋白石结构硫化银光子晶体。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种反蛋白石结构硫化银光子晶体的制备方法，所述制备方法为是在合成二氧化硅微球的过程中加入硫化银量子点溶液，制备出不同粒径的含有硫化银量子点的二氧化硅微球，之后采用竖直沉积法组装成蛋白石结构的硫化银点光子晶体模板，最后采用牺牲模板法制备反蛋白石结构的硫化银光子晶体；具体步骤为：

(1)将含有硫化银量子点的二氧化硅微球通过竖直沉积法在恒温恒湿箱中组装成光子晶体模板；

(2)将光子晶体模板用等离子体技术处理20-120s；

(3)之后将光子晶体模板放置在冰箱冷藏室1-6h；

(4)之后放置于50-80℃的烘箱中8-30h；

(5)用四氢呋喃浸泡溶解光子晶体模板，得到不反蛋白石结构的硫化银光子晶体。

进一步地，含有硫化银量子点的二氧化硅微球的具体制备方法为：将含有3-10质量份的水和0.65-2质量份的氨的乙醇溶液加到反应器中，保持20-30℃并搅拌；含有正硅酸乙酯的乙醇溶液和硫化银溶液加入到上述反应器中，所述硫化银量子溶液的体积百分比为20-80％，所述硫化银量子点溶液中的溶剂为乙醇或者乙酸乙酯；同时保持在整个体系中正硅酸乙酯的浓度为0.15-0.2mol/L；搅拌2-3小时，离心洗涤即得到含有硫化银的二氧化硅微球，其粒径为150-300nm。