搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于微纳结构与金属纳米层的颜色调控技术研究

陈礼诚 张冬仙 章海军 王旭龙琦

引用本文:
Citation:

基于微纳结构与金属纳米层的颜色调控技术研究

陈礼诚, 张冬仙, 章海军, 王旭龙琦

Color tuning based on micro-nano structure and metal nanolayer

Chen Li-Cheng, Zhang Dong-Xian, Zhang Hai-Jun, Wang Xu-Long-Qi
PDF
导出引用
  • 本文提出一种基于微纳结构及金属纳米层的颜色调控方法. 通过理论分析研究, 建立了基于多孔氧化铝(PA) 微纳结构与金属纳米层的颜色调控物理模型. 以此为基础, 在孔深分别为250 nm和410 nm的PA模板表面磁控溅射铝(Al)金属纳米层, 对其反射干涉光谱分析可知, 通过控制PA模板的孔深可实现可见光谱范围内的颜色调控. 此外, 基于掩膜在孔深为410 nm的PA模板表面局域溅射铬(Cr)金属纳米层, 通过对其反射干涉光谱分析并与相同孔深的镀Al金属纳米层的PA颜色进行对比, 可以发现改变金属纳米层的材料和厚度同样可以实现颜色调控, 并通过局域颜色调控制备出彩色图案. 研究结果表明, 基于微纳结构及金属纳米层的颜色调控是一种切实可行和有效的方法.
    This article reports a novel color tuning technology based on micro-nano structure and metal nanolayer. On the basis of theoretical analysis, a color tuning model is established. Aluminum(Al) metal nanolayers are magnetron-sputtered on the surfaces of porour alumina (PA) templates with the pore-depths of 250 nm and 410 nm, and their pictures and reflective interference spectra show clearly green and red colors, respectively. These results indicate that different colors can be achieved just by controlling the pore-depth in PA templates. As comparison, a nanolayer of chromium(Cr) metal is magnetron-sputtered on the surface of PA template about 410 nm in pore-depth, the reflective interference spectra show that color tuning can also be achieved in the visible spectrum by changing the material and the thickness of the metal nanolayer. Moreover, a color pattern is further prepared based on mask and local sputtering method. Theoretical and experimental results validate the feasibility of this color tuning method.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11179026)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11179026).
    [1]

    Ghiradella H, Aneshansley D, Eisner T, Silberglied R E, Hinton H E 1972 Science 178 1214

    [2]

    Nijhout H F 1991 Smithsonian Series in Comparative Evolutionary Biology (Washington, District of Columbia: Smithsonian Institutin Press)

    [3]

    Nijhout H F 1994 Insect hormones (Princeton: Princeton University Press)

    [4]

    Huang J, Wang X, Wang Z L 2006 Nano Lett. 6 2325

    [5]

    Chen H M, Hsin C F, Liu R, Hu S F, Huang C Y 2007 J. Electrochem. Soc. 154 K11

    [6]

    Yasui A, Iwasaki M, Kawahara T, Tada H, Ito S 2006 J. Colloid Interface Sci. 293 443

    [7]

    Hu X, Pu Y J, Ling Z Y, Li Y 2009 Opt. Mater. 32 382

    [8]

    Li Y, Wang C W, Tian J, Liu W M, Chen M, Li H L 2004 Acta Phys. Sin. 53 1594 (in Chinese) [李燕, 王成伟, 田军, 刘维民, 陈淼, 力虎林 2004 物理学报 53 1594]

    [9]

    Wang Y H, Mou J M, Cai W L, Xu Y Q 2001 Acta Phys. Sin. 50 1751 (in Chinese) [王银海, 牟季美, 蔡维理, 许彦旗 2001 物理学报 50 1751]

    [10]

    Vorobyev A Y, Guo C 2005 Phys. Rev. B 72 195422

    [11]

    Vorobyev A Y, Guo C 2008 Appl. Phys. Lett. 92 041914

    [12]

    Vorobyev A Y, Makin V, Guo C 2009 Phys. Rev. Lett. 102 234301

    [13]

    Ge J, Hu Y, Yin Y 2007 Angew. Chem. 119 7572

    [14]

    Ge J, Hu Y, Zhang T, Huynh T, Yin Y 2008 Langmuir 24 3671

    [15]

    Ge J, Lee H, He L, Kim J, Lu Z, Kim H, Goebl J, Kwon S, Yin Y 2009 JACS 131 15687

    [16]

    Wang X L Q, Zhang D X, Zhang H J, Ma Y, Jiang J Z 2011 Nanotechnology 22 305306

    [17]

    Wang X L Q, Zhang H J, Zhang D X, Ma Y, Fecht H J, Jiang J Z 2012 Microsc. Res. Tech. 75 698

    [18]

    Wang X L Q, Zhang H J, Zhang D X 2011 Acta Phys. Sin. 60 058104 (in Chinese) [王旭龙琦, 章海军, 张冬仙 2011 物理学报 60 058104]

    [19]

    Bragg W L 1912 Nature 90 410

    [20]

    Bragg W H, Bragg W L 1913 P. Roy. Soc. A-Math. Phy. 88 428

    [21]

    Zhang D X, Zhang H J, He Y L 2006 Microsc. Res. Tech. 69 267

  • [1]

    Ghiradella H, Aneshansley D, Eisner T, Silberglied R E, Hinton H E 1972 Science 178 1214

    [2]

    Nijhout H F 1991 Smithsonian Series in Comparative Evolutionary Biology (Washington, District of Columbia: Smithsonian Institutin Press)

    [3]

    Nijhout H F 1994 Insect hormones (Princeton: Princeton University Press)

    [4]

    Huang J, Wang X, Wang Z L 2006 Nano Lett. 6 2325

    [5]

    Chen H M, Hsin C F, Liu R, Hu S F, Huang C Y 2007 J. Electrochem. Soc. 154 K11

    [6]

    Yasui A, Iwasaki M, Kawahara T, Tada H, Ito S 2006 J. Colloid Interface Sci. 293 443

    [7]

    Hu X, Pu Y J, Ling Z Y, Li Y 2009 Opt. Mater. 32 382

    [8]

    Li Y, Wang C W, Tian J, Liu W M, Chen M, Li H L 2004 Acta Phys. Sin. 53 1594 (in Chinese) [李燕, 王成伟, 田军, 刘维民, 陈淼, 力虎林 2004 物理学报 53 1594]

    [9]

    Wang Y H, Mou J M, Cai W L, Xu Y Q 2001 Acta Phys. Sin. 50 1751 (in Chinese) [王银海, 牟季美, 蔡维理, 许彦旗 2001 物理学报 50 1751]

    [10]

    Vorobyev A Y, Guo C 2005 Phys. Rev. B 72 195422

    [11]

    Vorobyev A Y, Guo C 2008 Appl. Phys. Lett. 92 041914

    [12]

    Vorobyev A Y, Makin V, Guo C 2009 Phys. Rev. Lett. 102 234301

    [13]

    Ge J, Hu Y, Yin Y 2007 Angew. Chem. 119 7572

    [14]

    Ge J, Hu Y, Zhang T, Huynh T, Yin Y 2008 Langmuir 24 3671

    [15]

    Ge J, Lee H, He L, Kim J, Lu Z, Kim H, Goebl J, Kwon S, Yin Y 2009 JACS 131 15687

    [16]

    Wang X L Q, Zhang D X, Zhang H J, Ma Y, Jiang J Z 2011 Nanotechnology 22 305306

    [17]

    Wang X L Q, Zhang H J, Zhang D X, Ma Y, Fecht H J, Jiang J Z 2012 Microsc. Res. Tech. 75 698

    [18]

    Wang X L Q, Zhang H J, Zhang D X 2011 Acta Phys. Sin. 60 058104 (in Chinese) [王旭龙琦, 章海军, 张冬仙 2011 物理学报 60 058104]

    [19]

    Bragg W L 1912 Nature 90 410

    [20]

    Bragg W H, Bragg W L 1913 P. Roy. Soc. A-Math. Phy. 88 428

    [21]

    Zhang D X, Zhang H J, He Y L 2006 Microsc. Res. Tech. 69 267

  • [1] 孟祥琛, 王丹, 蔡亚辉, 叶振, 贺永宁, 徐亚男. 氧化铝表面二次电子发射抑制及其在微放电抑制中的应用. 物理学报, 2023, 72(10): 107901. doi: 10.7498/aps.72.20222404
    [2] 谈松林, 庄永起, 易健宏. 溶胶-喷雾法制备多壁碳纳米管增强氧化铝基复合材料及性能研究. 物理学报, 2022, 71(1): 018801. doi: 10.7498/aps.71.20211043
    [3] 刘康, 何韬, 刘涛, 李国卿, 田博, 王佳怡, 杨树明. 激光照明条件对超振荡平面透镜聚焦性能的影响. 物理学报, 2020, 69(18): 184215. doi: 10.7498/aps.69.20200577
    [4] 马超, 闵道敏, 李盛涛, 郑旭, 李西育, 闵超, 湛海涯. 聚丙烯/氧化铝纳米电介质的陷阱与直流击穿特性. 物理学报, 2017, 66(6): 067701. doi: 10.7498/aps.66.067701
    [5] 吴以治, 许小亮. 氧化锌纳米线耦合硅金字塔微纳复合结构的制备及其自清洁特性研究. 物理学报, 2017, 66(9): 096801. doi: 10.7498/aps.66.096801
    [6] 秦飞, 洪明辉, 曹耀宇, 李向平. 平面超透镜的远场超衍射极限聚焦和成像研究进展. 物理学报, 2017, 66(14): 144206. doi: 10.7498/aps.66.144206
    [7] 高斯, 王子涵, 滑建冠, 李乾坤, 李爱武, 于颜豪. 飞秒激光加工蓝宝石超衍射纳米结构. 物理学报, 2017, 66(14): 147901. doi: 10.7498/aps.66.147901
    [8] 杨淑敏, 韩伟, 顾建军, 李海涛, 岂云开. 虹彩环形结构色氧化铝薄膜的制备与研究. 物理学报, 2015, 64(7): 076102. doi: 10.7498/aps.64.076102
    [9] 李国栋, 王倩, 邓保霞, 张雅晶. 多孔氧化铝薄膜的光致发光起源: 三种缺陷中心. 物理学报, 2014, 63(24): 247802. doi: 10.7498/aps.63.247802
    [10] 秦飞飞, 张海明, 王彩霞, 郭聪, 张晶晶. 基于阳极氧化铝纳米光栅的薄膜硅太阳能电池双重陷光结构设计与仿真. 物理学报, 2014, 63(19): 198802. doi: 10.7498/aps.63.198802
    [11] 何悦, 窦亚楠, 马晓光, 陈绍斌, 褚君浩. 热原子层沉积氧化铝对硅的钝化性能及热稳定性. 物理学报, 2012, 61(24): 248102. doi: 10.7498/aps.61.248102
    [12] 王旭龙琦, 张冬仙, 章海军. 基于多孔氧化铝和单原子沉积技术的颜色调控方法研究. 物理学报, 2011, 60(5): 058104. doi: 10.7498/aps.60.058104
    [13] 吴志国, 张鹏举, 徐亮, 李拴魁, 王君, 李旭东, 闫鹏勋. 新型氧化铝模板自组装制备非晶碳纳米点阵列膜及其场发射性能研究. 物理学报, 2010, 59(1): 438-442. doi: 10.7498/aps.59.438
    [14] 黄丽清, 潘华强, 王 军, 童慧敏, 朱 可, 任冠旭, 王永昌. 多孔氧化铝膜上自组织生长Sn纳米点阵列的研究. 物理学报, 2007, 56(11): 6712-6716. doi: 10.7498/aps.56.6712
    [15] 王成伟, 王 建, 李 燕, 刘维民, 徐 洮, 孙小伟, 力虎林. 多孔阳极氧化铝薄膜光学常数的确定. 物理学报, 2005, 54(1): 439-444. doi: 10.7498/aps.54.439
    [16] 王 森, 俞国军, 巩金龙, 朱德彰, 何绥霞, 朱志远, 徐洪杰. 碳纳米管的氧化铝模板法合成及其退火效应研究. 物理学报, 2005, 54(10): 4949-4954. doi: 10.7498/aps.54.4949
    [17] 李 燕, 王成伟, 田 军, 刘维民, 陈 淼, 力虎林. 钴/氧化铝纳米有序阵列复合结构的光学特性研究. 物理学报, 2004, 53(5): 1594-1598. doi: 10.7498/aps.53.1594
    [18] 马春兰. 高质量规则多孔氧化铝模板的制备. 物理学报, 2004, 53(6): 1952-1955. doi: 10.7498/aps.53.1952
    [19] 承焕生, 要小未, 杨福家. 氧化铝与Al(100)基体间界面原子结构研究. 物理学报, 1993, 42(7): 1110-1115. doi: 10.7498/aps.42.1110
    [20] 承焕生;要小未;杨福家. 氧化铝与Al(100)基体间界面原子结构研究. 物理学报, 1991, 40(7): 1110-1115. doi: 10.7498/aps.40.1110
计量
  • 文章访问数:  6664
  • PDF下载量:  273
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-04
  • 修回日期:  2014-09-17
  • 刊出日期:  2015-02-05

/

返回文章
返回