التفاصيل البيبلوغرافية
| العنوان: |
Nanomorphology tuning of the thermal response of TiO2/SiO2 Bragg stacks. |
| المؤلفون: |
Pavlichenko, Ida, Exner, Armin T., Logvenov, Gennady, Scarpa, Giuseppe, Lugli, Paolo, Lotsch, Bettina V. |
| المصدر: |
Canadian Journal of Chemistry; Dec2012, Vol. 90 Issue 12, p1069-1077, 9p, 1 Black and White Photograph, 4 Graphs |
| مصطلحات موضوعية: |
TITANIUM dioxide, THERMAL properties, PHOTONIC crystals, MICROFABRICATION, PHYSICAL vapor deposition, WET chemistry |
| الملخص (بالإنجليزية): |
Herein, we present a comparative study of thermo- and environmentally responsive TiO2/SiO2 one-dimensional photonic crystals (Bragg stacks) fabricated by different deposition methods and fabrication schemes, featuring various multilayer nanomorphologies. These include dense multilayer systems processed by physical vapor deposition and wet-chemistry protocols, as well as porous systems, namely, nanoparticle-based optical filters exhibiting textural porosity, and evaporation-induced self-assembled mesoporous Bragg stacks exhibiting predominantly structural porosity, as well as hybrid structures comprising both dense and porous layers. We investigate the spectral shift of the photonic stop band for the different Bragg stack nanomorphologies induced by the humidity-enhanced thermo-optic effect in a temperature range from 15 to 60 °C. We also demonstrate the response and recovery kinetics of the multilayer systems during external changes in ambient humidity. Notably, the choice of fabrication method plays a significant role in the thermal and humidity response of the system. Taking advantage of different material nanomorphologies we can tune the thermal shift of the photonic stop band in the range 0.2-32.9 nm for the Bragg stacks at ambient relative humidity. In addition, we can design dense multilayer systems nonresponsive to humidity and achieve time responses of the porous systems to external changes in humidity ranging from about 1 to 3 s. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (French): |
Dans ce travail, on rapporte les résultats d'une étude comparative de cristaux photoniques monodimensionnels (empilements de Bragg) de TiO2/SiO2 à réponses thermiques et environnementales préparés par diverses méthodes de déposition et de schémas de fabrications caractérisées par diverses nanomorphologies multicouches. Celles-ci incluent des systèmes multicouches denses obtenus par des dépôts de vapeurs physiques et des protocoles de chimiques humides ainsi que des systèmes poreux, particulièrement, des filtres optiques à base de nanoparticules présentant une texture poreuse des empilements de Bragg mésoporeux auto-assemblés par évaporation induite comportant principalement une structure poreuse ainsi que des structures hybrides comportant des couches denses et d'autres poreuses. On a étudié le déplacement spectral du filtre coupe bande photonique des nanomorphologies des différents empilements de Bragg induit par l'effet thermo-optique rehaussé par l'humidité sur la plage de température allant de 15 à 60 °C. On a déterminé les cinétiques de réponse et de récupération des systèmes multicouches lors de changements externes dans l'humidité ambiante. On a particulièrement noté que la méthode de choix pour la fabrication joue un rôle significatif dans la réponse du système à la chaleur et à l'humidité. Tirant avantage des nanomorphologies des divers matériaux, il est possible d'ajuster le déplacement thermique du filtre coupe bande photonique pour la plage allant de 0,2 à 32,9 nm des empilements de Bragg dans l'humidité relative ambiante. De plus, il est possible de développer des systèmes multicouches qui ne réagissent pas à l'humidité et qui peuvent atteindre des temps de réponse allant de 1 à 3 s pour des systèmes poreux soumis à un changement d'humidité. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
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