Gyroid Optical Metamaterials: Solvent Vapour Annealing, Confined Crystallisation, and Optical Anisotropy

ویرایش: 1st ed. 
نویسندگان: James A. Dolan  
سری: Springer Theses 
ISBN (شابک) : 9783030030100, 9783030030117 
ناشر: Springer International Publishing 
سال نشر: 2018 
تعداد صفحات: 146 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 8 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 52,000



این پایان‌نامه ساخت قالب‌های کوپلیمر بلوکی تشکیل‌دهنده ژیروید و خواص نوری فرامواد نوری ژیروید حاصل را بررسی می‌کند و به طور قابل توجهی به درک ما از هر دو کمک می‌کند. این روش بازپخت بخار حلال را برای بهبود نظم دوربرد قالب ها نشان می دهد و رفتار تبلور منحصر به فرد بلوک نیمه بلوری آنها را بررسی می کند. علاوه بر این، نشان می‌دهد که فرامواد نوری ژیروید که فقط نظم کوتاه برد را نشان می‌دهند، از نظر نوری معادل طلای نانومتخلخل هستند، و اینکه دورنگی خطی غیرعادی فرامواد نوری ژیروید با ترتیب دوربرد، نتیجه پایان سطح مورفولوژی ژیروید حجیم است.

فرامواد نوری موادی هستند که به طور مصنوعی مهندسی شده‌اند که به دلیل ساختارشان و نه شیمیایی‌شان، ممکن است خواص نوری مختلفی را نشان دهند که در طبیعت با آن مواجه نمی‌شوند (مثلاً ضریب شکست منفی). با این حال، این ساختارها باید به طور قابل توجهی کوچکتر از طول موج نور مرئی باشند و بنابراین ساختن با استفاده از تکنیک های سنتی "بالا به پایین" چالش برانگیز است. در عوض، می‌توان از رویکرد «پایین به بالا» استفاده کرد که به موجب آن فرامواد نوری از طریق قالب‌هایی ساخته می‌شوند که توسط خود مونتاژ بلوک-کوپلیمرها ایجاد می‌شوند. یکی از این مورفولوژی ها ژیروید است، یک شبکه مکعبی کایرال، پیوسته و سه گانه متناوب که در طیف وسیعی از سیستم های خودآرایی طبیعی و مصنوعی یافت می شود.

This thesis explores the fabrication of gyroid-forming block copolymer templates and the optical properties of the resulting gyroid optical metamaterials, significantly contributing to our understanding of both. It demonstrates solvent vapour annealing to improve the long-range order of the templates, and investigates the unique crystallisation behaviour of their semicrystalline block. Furthermore, it shows that gyroid optical metamaterials that exhibit only short-range order are optically equivalent to nanoporous gold, and that the anomalous linear dichroism of gyroid optical metamaterials with long-range order is the result of the surface termination of the bulk gyroid morphology.

Optical metamaterials are artificially engineered materials that, by virtue of their structure rather than their chemistry, may exhibit various optical properties not otherwise encountered in nature (e.g. a negative refractive index). However, these structures must be significantly smaller than the wavelength of visible light and are therefore challenging to fabricate using traditional “top down” techniques. Instead, a “bottom up” approach can be used, whereby optical metamaterials are fabricated via templates created by the self-assembly of block-copolymers. One such morphology is the gyroid, a chiral, continuous and triply periodic cubic network found in a range of natural and synthetic self-assembled systems.

Front Matter ....Pages i-xxii
 Preamble  (James A. Dolan)....Pages 1-3
 Introduction  (James A. Dolan)....Pages 5-35
 Methods  (James A. Dolan)....Pages 37-44
Front Matter ....Pages 45-45
 In Situ GISAXS During Solvent Vapour Annealing of a Gyroid-Forming ISO Triblock Terpolymer  (James A. Dolan)....Pages 47-66
 Preferentially Aligned Crystallisation Within a Single Gyroid Network of an ISO Triblock Terpolymer  (James A. Dolan)....Pages 67-83
Front Matter ....Pages 85-85
 Multi-Domain Gyroid Optical Metamaterials  (James A. Dolan)....Pages 87-104
 Single-Domain Gyroid Optical Metamaterials  (James A. Dolan)....Pages 105-124
 Conclusion and Outlook  (James A. Dolan)....Pages 125-130
Back Matter ....Pages 131-132