● 摘要
二维有序大孔材料作为一种新兴的有序微结构，具有许多新奇的物理和化学特性，初生伊始便引起了国内外研究者的广泛关注和研究。二维有序大孔材料的制备和应用研究为许多学科的发展提供了新的方向和契机，但其研究中主要存在三个方面的问题：缺陷较多、孔结构的尺寸单一（局限在纳米和亚微米尺寸）以及应用研究非常有限，这三个问题在很大程度上限制了其应用和发展。本文紧密围绕上述三个问题进行了深入系统的探讨和研究。本文研究了不同单体引入方式对聚苯乙烯（PS）微球单分散性能的影响：采用单体滴加法制备了3.75-7.09µm的单分散PS微球，在系统研究聚合反应动力学的基础上，提出了单体滴加法的理论模型；采用液面漩涡法实现了上述大粒径PS微球的自组装，制备出大范围内高度有序的PS二维胶体晶体模板，系统研究了提拉速率对胶体晶体质量的影响及其规律，提出了液面漩涡法的理论模型；通过对上述模板结构的反向复制，最终制备了大面积内高度有序的二维有序大孔材料，并将孔结构尺寸扩展到6μm。本文研究了二维有序大孔材料在透明电极、紫外探测器和磁性有序结构上的应用。目前的透明电极以透明导电氧化物（TCO）薄膜为主，存在电阻率低、紫外不透明、造价昂贵等缺点。本文尝试研究了有序大孔材料作为透明电极应用的可能性。制备了在紫外-可见光光区具有优良透明导电性能Ni微网格透明电极，为进一步的应用研究提供了必要的实验与理论依据。本文用二维有序大孔材料取代了叉指电极（MSM结构），制备出了新型Ag网格- TiO2-ITO三明治结构紫外探测器，详细研究了新型电极结构的各种参数对探测器光电特性的影响，并对比了新结构TiO2基紫外探测器与MSM结构TiO2基紫外探测器及新型ZnO基紫外探测器的性能。结果表明，新型三明治结构紫外探测器具有远高于MSM结构的紫外光电特性，是解决MSM结构存在的对紫外光遮挡率高、载流子传输距离过长、造价昂贵等问题的可行途径之一。此外，对磁性有序大孔结构也进行了尝试性研究。制备了两种不同形状各向异性的Co二维有序大孔结构，并研究了孔结构对其磁学性能的影响。