全禁带三维光子晶体压印成型方法及全禁带三维光子晶体结构

摘要

本发明涉及微纳制造技术领域，介绍了一种全禁带三维光子晶体的压印成型制造方法及全禁带三维光子晶体结构。以高分子聚合物硅橡胶或聚甲基丙烯酸甲酯作为基体材料，采用纳米压印的方式在高分子聚合物基体材料中填入单分散胶体颗粒(聚苯乙烯、二氧化硅或二氧化钛)，使单分散胶体颗粒在高分子聚合物基体材料中形成面心立方结构。在压印模板凸起部分吸附单分散胶体颗粒，并以微接触式纳米压印工艺使单分散胶体颗粒在液态高分子聚合物基体材料上形成了具有面心立方111面的二维结构，其中单分散胶体颗粒即为面心立方111面上的基元，之后逐层叠加，最终形成具有面心立方结构的全禁带三维光子晶体。

主权项

1、一种全禁带三维光子晶体的纳米压印制作方法，包括下列步骤：步骤一、制备压印模板(1)，使其凸起部分(2)符合面心立方111面(5)上的基元位置，在压印模板(1)上溅射沉积金属薄层(3)，并用特氟龙层(4)遮蔽压印模板凹陷部分的金属薄层(3)；步骤二、首先在平面基材(6)表面上均匀涂铺一层液态高分子聚合物基体材料(7)，待其自由流平；步骤三、采用电晕荷电方式处理单分散胶体颗粒(8)，使单分散胶体颗粒(8)表面分布有负电荷(9)；步骤四、外接高压电源，压印模板凸起部分(2)即带正电荷(10)，使压印模板凸起部分(2)吸附带有负电荷(9)的单分散胶体颗粒(8)；步骤五、采用微接触式纳米压印工艺，使已吸附单分散胶体颗粒(8)的压印模板(1)接触高分子聚合物基体材料(7)，单分散胶体颗粒(8)在高分子聚合物基体材料(7)上形成如面心立方111面(5)的二维结构；步骤六、改变外接高压电源电压方向，使压印模板凸起部分(2)的正电荷(10)变为负电荷(9)，单分散胶体颗粒(8)与压印模板(1)间的吸附作用变为排斥作用，脱去压印模板(1)；步骤七、按上述步骤叠加至少1层或多层相同的二维结构，并用高分子聚合物基体材料(7)将制得的结构顶层涂铺成水平面，之后待高分子聚合物基体材料完全固化后即得全禁带三维光子晶体。