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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
21世纪，操控光子已成为光子技术领域中核心的研究内容。胶体光子晶体因其特殊的周期结构而具有光子禁带的特性，从而可以对特定频率的光进行调控，其应用领域涵盖了光、电、催化、传感、显示、检测等众多领域，为光功能材料的结构设计和性能优化提供了参考依据。同时，以胶体光子晶体为基础材料的微结构光学器件具有广阔的应用前景，已成为光电材料研究中的一个重要课题。本文选用三嵌段的单分散聚（苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸）乳胶微球为起始材料，从制备胶体光子晶体薄膜入手，探索基于光子晶体光学器件的研究，主要研究内容如下：1、发展了一种简单的方法提高荧光的开关比，即将光子晶体引入到光存储体系中，利用光子晶体带隙对光子的调控作用，将其作为一种新型光信息存储的基底。光致变色材料二芳基乙烯和荧光染料香豆素作为存储介质，其中荧光染料香豆素作为能量给体，二芳基乙烯作为能量受体，在光照的条件下两者可以发生分子间能量转移，从而实现荧光的“开”和“关”两种状态。通过优化的光子晶体结构控制其光子带隙，可以使荧光信号提高 40 倍，荧光开关比提高了 7 倍。重要的是，光子晶体表面的荧光存储图案较普通平面结构的图案具有更高的亮度和对比度。该研究对于改善荧光开关比，发展高性能的光存储器件具有重要的意义。2、发展了一种提高检测爆炸物灵敏度的简便方法，即将光子晶体引入爆炸物荧光检测体系。主要利用光子晶体对荧光传播方向的调控作用，实现荧光信号的增强，减少背景噪音的影响；利用光子晶体贯通的空气通道，实现爆炸物分子在其内部的快速扩散；利用光子晶体大的比表面积，实现荧光分子与爆炸物分子的充分作用，最终实现爆炸物检测信号的增强、灵敏度的提高。其结果表明基于光子晶体的荧光检测器，实现了爆炸物检测信号增强60 倍，淬灭效率也有明显的提高，该研究将大大提升我国微痕量爆炸物检测的技术水平，也将推动相关荧光检测技术的发展。3、通过自组装方法构筑异质结构的双带隙光子晶体，相对于单带隙光子晶体，双带隙光子晶体对荧光的增强作用显著提高。异质结构的双带隙光子晶体的双光子带隙分别与激发光的波长和荧光染料的发射波长的峰位相匹配，荧光强度能提高 162 倍，双带隙光子晶体不仅提供了良好的谐振腔，极大促进了荧光分子的激发；而且其周期性结构大大减小了平面光波导对光的损失，大大提高了光的取出，利用双带隙光子晶体对特定波长光的调控作用，实现了荧光信号的增强。此外，还系统地研究了异质结构的双带隙光子晶体薄膜厚度、不同乳胶粒沉积顺序及荧光染料浓度对荧光信号的影响。该研究对于发展高灵敏度的荧光检测具有重要的意义。4、为发展光电双重调控的高密度信息存储，改善多功能有机材料的稳定性和提高开关电流比，我们设计并合成了一种带有三苯胺基团的给受体分子。三苯胺单元能够有效地稳定电荷的转移态，所以该有机薄膜呈现出良好的电学双稳态，并且开关电流比达到105。此外，通过在扫描探针显微镜针尖和高定向裂解石墨衬底之间施加电压脉冲，在薄膜上实现了纳米尺寸信息点的写入和擦除，同时利用薄膜在紫外光照前后荧光的变化，实现了光的信息存储。该研究结果为设计稳定的多功能存储材料提供了一定的思路。 |
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发表于 2022-8-30 23:32:07
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