反蛋白石结构ZnO、TiO2光催化薄膜的制备及其性能研究(2)
3.2.1 不同的模板制备的ZnO扫描电镜图分析 18
3.2.2 不同组装方法的ZnO扫描电镜图分析 20
3.2.3 不同玻璃基底制备的ZnO扫描电镜图分析 22
3.2.4 XRD物相分析 23
3.3 Ag/TiO2反蛋白石薄膜分析 24
3.3.1扫描电镜分析 24
3.2.2 XRD物相分析 26
3.4催化性能分析 27
3.4.1光催化取样的数码照片 27
3.4.2吸光度（uv-vis） 29
3.4.3光催化效率 33
4 结论 37
致谢 38
参考文献 39
1 绪论
1.1 光子晶体的简介
光子晶体（PC）是一种介电常数随空间周期性变化的新型光学电介质结构材料。从晶体结构上来讲，材料内部的原子有序排列，形成了一种周期性重复的结构单元，这周期性重复的结构，导致晶体内部形成周期性的势场。晶体中运动的电子受到周期性势场的布拉格散射形成能带结构，带与带之间存在带隙。按照带隙的存在文数，可将光子晶体分类为一文光子晶体、二文（2D）光子晶体和三文（3D）光子晶体。
1.1.1 光子晶体的特征
a.光子带隙
光子晶体最重要的特征是具有光子带隙(PBG)，当特定频率的光子处于带隙内，光子就无法传播。当在光子晶体中引入缺陷使得光子带隙处于缺陷态，在这种状态下，光子可在带隙中传播。
b.光子局域
光子局域 ( photonic localization )是光子晶体的另一重要特征 [1] 。在光子晶体中引入缺陷或杂质时，若特定频率的光子与缺陷相匹配，光子将会被局限在缺陷位置无法传播。
1987年，John提出，在无序介电材料组成的光子晶体中，光子呈现很强的 Anderson局域（是指掺杂引入杂质，使得电子发生多重散射，从而导致电子停止运动的现象）。缺陷的属性决定光子局域态的性状和特性：点缺陷可将光子俘获在特定位置，使其无法向任何方向传播；线缺陷使得光只能沿线缺陷方向传播；平面缺陷将光局限在缺陷平面上。
c.自发辐射
自发辐射是指处于激发态的原子在不受外界影响的情况下，自发回到基态并放出光子的现象。在20世纪 80年代之前, 自发辐射一直被认为是不能人为控制的。虽然早在1946年 Purcell就已经提出自发辐射可人为改变，但在当时并没有被认可。直到20世纪80年代后期光子晶体理论被提出后，人们才改变观点。自发辐射是物质与场相互作用的结果，而非物质不可改变固有性质。通过人为干预自发辐射可以被抑制也可以被增强，这种控制自发辐射的现象称为Purcell效应。根据费米黄金定则，自发辐射几率与光子的频率的态的数目成正比。在光子晶体中放置一个原子，当它自发辐射的光频率与光子禁带相吻合时，该频率光子的态的数目为零，则自发辐射被抑制，自发辐射几率为零。若在光子晶体中引入杂质，光子禁带中将出现杂质态，具有很高的态密度，这样便可实现自发辐射增强。
1.1.2 光子晶体的发展
光子晶体理论提出是在20世纪80年代后期，是一种很“年轻的”、“充满活力的”、相对前沿的材料，是在未来有望掀起一场新技术革命的新材料。从第一块人工光子晶体诞生至今不过二十几年，然而，光子晶体却以蓬勃的姿态发展，现在人们在其领域研究取得了不错的进展。光子的传播速度和数据传播速率相较于电子传播有的非常显著的优势，有人预言人类即将迎来光子时代。
1991年，Yablonovich制作了第一块光子晶体。他所采用的方法是在折射率为3.6的材料上用机械方法钻出许多直径为1mm的孔，这些孔呈周期性分布，使得微波无法在其中传播。1994年，Ames实验室提出了逐层叠加法。逐层叠加法有3种结构：介质条堆积木法[2]、空气柱排列成层[3]以及介质柱排列成层[4]。图1.1所示的模型是由Lin S Y 使用Si介质条制作而成：这是由等距排列的Si介质条逐层叠加而成，每层之间是排列垂直交错叠加，以四层为一个面心四方结构的重复单元。
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