作者:Kai Song 来源:《先进材料》 发布时间:2009-7-23 13:26:58
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成功制备椭球基元三维光子晶体

 
由于光子晶体对光的调控作用,使其具有诱人的应用前景。目前实验室合成三维光子晶体的主要手段有自上而下刻蚀法(Top-down)和自下而上组装法(Bottom-up),后者因其操作简易、成本低廉以及可以大尺寸制备样品而得到广泛应用。三维光子晶体的组装通常由亚微米尺寸的单分散小球借助外力驱动紧密堆积成三维周期性结构,但晶格结构为面心立方晶格或少量的六方晶格。根据理论计算,在球形结构基元构成的面心立方堆积结构中,对称性导致了在三维光子晶体第一布里渊区W-和U-点的能级兼并,使得完全光子带隙不可能出现。因此,从空间形状、堆积结构和介电性质上打破传统三维光子晶体的对称性,对在三维光子晶体中实现完全光子带隙具有重大意义。
 
在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下,中科院化学所光化学院重点实验室合成制备了具有良好单分散性的磁性g-Fe2O3@SiO2核壳结构椭球形胶体颗粒,并且利用外加磁场控制非球形颗粒的轴向取向,通过传统对流自组装法组装得到椭球基元三维光子晶体。这是文献上报道的第一例将亚微米尺寸的非球形胶体颗粒直接通过自组装手段得到三维光子晶体并成功检测到光子带隙的研究。研究结果发表在《先进材料》(Adv. Mater.)上(2009, 21, 1936-1940)。
 
该课题组长期致力于新型结构三维光子晶体的制备和研究。最近,他们将聚苯乙烯微球构成的三维光子晶体嵌在聚乙烯醇膜中,利用高温吹膜法制备得到了扁球结构基元的三维光子晶体,研究结果即将发表在近期的Langmuir上(2009, DOI: 10.1021/la901004m)。(来源:中国科学院化学研究所)
 
 
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