化學所成功製備橢球形結構基元三維光子晶體
2020-12-06 中國科學院
在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，中科院化學所光化學院重點實驗室合成製備了具有良好單分散性的磁性γ-Fe2O3@SiO2核殼結構橢球形膠體顆粒，並且利用外加磁場控制非球形顆粒的軸向取向，通過傳統對流自組裝法組裝得到橢球基元三維光子晶體。這是文獻上報導的第一例將亞微米尺寸的非球形膠體顆粒直接通過自組裝手段得到三維光子晶體並成功檢測到光子帶隙的研究。研究結果發表在Adv. Mater.上(2009, 21, 1936－1940)。
該課題組長期致力於新型結構三維光子晶體的製備和研究。最近，他們將聚苯乙烯微球構成的三維光子晶體嵌在聚乙烯醇膜中，利用高溫吹膜法製備得到了扁球結構基元的三維光子晶體，研究結果即將發表在近期的Langmuir上（2009, DOI: 10.1021/la901004m）。
由於光子晶體對光的調控作用，使其具有誘人的應用前景。目前實驗室合成三維光子晶體的主要手段有自上而下刻蝕法（Top-down）和自下而上組裝法（Bottom-up），後者因其操作簡易、成本低廉以及可以大尺寸製備樣品而得到廣泛應用。三維光子晶體的組裝通常由亞微米尺寸的單分散小球藉助外力驅動緊密堆積成三維周期性結構，但晶格結構為面心立方晶格或少量的六方晶格。根據理論計算，在球形結構基元構成的面心立方堆積結構中，對稱性導致了在三維光子晶體第一布裡淵區W-和U-點的能級兼併，使得完全光子帶隙不可能出現。因此，從空間形狀、堆積結構和介電性質上打破傳統三維光子晶體的對稱性，對在三維光子晶體中實現完全光子帶隙具有重大意義。
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本報上海7月10日訊（記者黃辛）今天，記者從中科院上海光機所獲悉，該所陳丹平與胡麗麗率領的石英光纖材料課題組在大模場有源光子晶體光纖的研製方面取得了重要進展