[0001] 本发明属于光子晶体领域，具体涉及一种制备具有曲面结构的胶体光子晶体的方法。

[0002] 光子晶体是由介电常数不同的两种或者多种材料周期性地排列而形成的一种在特定方向上具有光子带隙的复合材料。这种周期性的结构能够选择性的反射特定波长的光，使得它在光学器件、传感器、防伪、激光乃至通讯领域具有广泛的应用前景。而胶体光子晶体是其中被研究最为广泛的，因为胶体光子晶体的原料-单分散的胶体颗粒制备简单、成本低、可大量制备；再加上胶体颗粒组装方式的多样化，使得胶体光子晶体成为近些年的研究热点。传统方法制备的胶体光子晶体多为平面结构，因此光学性质相对单一；为此，研究者提出了许多制备曲面光子晶体的方法。专利公开号为CN101392407(名称为《一种圆柱空心型的大孔有序的胶体晶体的制备方法》)的专利，在空心细玻璃管内壁生长了圆柱空心型胶体光子晶体，由于生长胶体光子晶体的过程需要使用电场、且受到空心细玻璃管尺寸的限制，该方法难以大量制备。专利公开号为CN101942700(名称为《基于光纤的圆柱环状胶体晶体的制备方法及其晶体》)的专利，在圆柱形的光纤表面利用垂直沉积的方法生长了一种圆环状的胶体光子晶体，但该方法需要对所用的光纤进行腐蚀粗化，生长过程需要控温控压。由于所用模板和生长条件的限制，也难以大面积的制备。公开号为CN104193906A(名称为《一种光子晶体微球、其制备方法及应用》)的专利，利用微流体技术制备了光子晶体微球，包括聚苯乙烯-聚(N-异丙基丙烯酰胺)共聚物纳米粒子组成的内核和疏水性光引发聚合树脂组成的外壳。但是该方法所用的微流体技术对工艺条件要求苛刻，不具有普适性。

[0036] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，应理解，在阅读了本发明所记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。

[0037] 实施例1

[0038] 1)使用直径为300μm的圆铜线缠绕铝合金板制备压印用母模板，然后进行乙醇清洗和疏水化处理。其中，优选地，所述铝合金板在缠绕圆铜线之前先进行边缘打磨和表面抛光处理。其中，优选地，所述疏水化处理是使用全氟辛基三氯硅烷在减压条件下进行化学气相沉积处理。

[0039] 2)将厚度为2mm的聚苯乙烯板(以下简称PS板)水平放置在热台上，然后把步骤1)中的母模板压在PS板上。打开热台，加热到170℃，待PS板软化后，再施加20N的压力把母模板压入PS板中，冷却至室温后脱模，最终得到表面具有半圆形凹槽阵列的模板。然后可以切割成任意尺寸，即得到图案化凹槽模板，备用。具体流程如图1所示。

[0040] 3)将步骤2)中图案化凹槽模板垂直插入到单分散的SiO2胶体颗粒(240nm)的乙醇分散液(0.01v％)中，在35℃下烘干后，在所述图案化凹槽模板表面形成具有曲面结构的SiO2胶体光子晶体。

[0041] 所得具有曲面结构的SiO2胶体光子晶体(编号1#)的扫描电子显微镜照片示于图2中，其中，a为放大100倍，b为放大10000倍。由图可见，采用本发明的制备方法得到的SiO2胶体光子晶体具有半圆形弯曲表面和高度有序的阵列结构。

[0042] 实施例2

[0043] 1)使用直径为300μm的圆铜线缠绕铝合金板制备压印用母模板，然后进行乙醇清洗和疏水化处理。其中，优选地，所述铝合金板在缠绕圆铜线之前先进行边缘打磨和表面抛光处理。其中，优选地，所述疏水化处理是使用全氟辛基三氯硅烷在减压条件下进行化学气相沉积处理。

[0044] 2)将厚度为2mm的PS板水平放置在热台上，然后把步骤1)中的母模板压在PS板上。打开热台，加热到170℃，待PS板软化后，再施加20N的压力把母模板压入PS板中，冷却至室温后脱模，最终得到表面具有半圆形凹槽阵列的模板。然后可以切割成任意尺寸，即得到图案化凹槽模板，备用。

[0045] 3)将步骤2)中图案化凹槽模板垂直插入到单分散的SiO2胶体颗粒(260nm)的乙醇分散液(0.01v％)中，在35℃下烘干后，在所述图案化凹槽模板表面形成具有曲面结构的SiO2胶体光子晶体。

[0046] 所得具有曲面结构的SiO2胶体光子晶体(编号2#)的光学照片以及反射光谱示于图3中，其中，a为反射光谱，b为放大5000倍的扫描电镜照片。由图可见，采用本发明的制备方法得到的SiO2胶体光子晶体具有半圆形弯曲表面和高度有序的阵列结构，同时还具有较强的反射峰。

[0047] 实施例3

[0048] 1)使用直径为300μm的圆铜线缠绕铝合金板制备压印用母模板，然后进行乙醇清洗和疏水化处理。其中，优选地，所述铝合金板在缠绕圆铜线之前先进行边缘打磨和表面抛光处理。其中，优选地，所述疏水化处理是使用全氟辛基三氯硅烷在减压条件下进行化学气相沉积处理。

[0049] 2)将厚度为2mm的聚碳酸酯板(以下简称PC板)水平放置在热台上，然后把步骤1)中的母模板压在PC板上。打开热台，加热到200℃，待PC板软化后，再施加20N的压力把母模板压入PC板中，冷却至室温后脱模，最终得到表面具有半圆形凹槽阵列的模板。然后可以切割成任意尺寸，即得到图案化凹槽模板，备用。

[0050] 3)将步骤2)中图案化凹槽模板垂直插入到单分散的PS胶体颗粒(180nm)的水分散液(0.01v％)中，在65℃下烘干后，在所述图案化凹槽模板表面形成具有曲面结构的PS胶体光子晶体。

[0051] 从所述具有曲面结构的PS胶体光子晶体的扫描电子显微镜照片以及发射光谱可见，采用本发明的制备方法得到的PS胶体光子晶体具有半圆形弯曲表面、高度有序的阵列结构和较强的反射峰。

[0052] 以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。