磁场诱导晶格可设计的固态胶体光子晶体制备研究

光子晶体是一种重要的光学材料，探索成熟、稳定的制备方法是光子晶体研究的关键。胶体自组装技术是制备可见及近红外波段光子晶体的有效途径，但通常自组装光子晶体结构是填充率为74%的密堆积结构，过高的填充率难以实现最大光子带隙效应。利用液态下磁力和静电力诱导的非密堆积光子晶体可有效降低填充率，但液体状态稳定性差，难以实用化。本项目提出以光聚合树脂作为液态介质、磁性纳米团簇作为胶体粒子，通过解决树脂内胶体粒子带电问题和晶格类型控制问题，利用磁场实现晶格设计；进一步结合紫外曝光，获得晶格可控、光子带隙优化的固态胶体光子晶体。该方法还可克服自组装光子晶体易碎裂和衬底依赖的问题。此外，利用强磁场驱动的快速组装，结合喷涂技术，可制备新型光子晶体涂层，有望在光滤波、光反射、光开关和新原理彩色涂层等方面应用。

光子晶体是一种重要的光学材料，探索成熟、稳定的制备方法是光子晶体研究的关键。胶体自组装技术是制备可见及近红外波段光子晶体的有效途径，但通常自组装光子晶体结构是填充率为74%的密堆积结构，过高的填充率难以实现最大光子带隙效应。利用液态下磁力和静电力诱导的非密堆积光子晶体可有效降低填充率，但液体状态稳定性差，难以实用化。本项目以光聚合树脂作为液态介质、磁性纳米团簇作为胶体粒子，通过解决树脂内胶体粒子带电问题，利用磁场实现液态下胶体光子晶体；进一步结合紫外曝光，获得多种光子带隙的固态胶体光子晶体。该方法还可克服自组装光子晶体易碎裂和衬底依赖的问题。这种新型光子晶体有望在光滤波、光反射、光开关和新原理彩色涂层等方面应用。