光子晶体
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胶体晶体、光子晶体的构筑及性能研究

      光子晶体是一种人工有序微结构材料,其介电常数在空间周期性变化,且变化周期与光波相当。该材料具有可以控制和抑制光子运动的特性,在信息、新能源和国防等诸多方面有着广阔的应用前景,是目前国际上热点研究领域之一。与光子晶体相关的研究两度被Science杂志列为世界上的“十大科学进展”。 课题组面向航空航天和国家重大需求,长期从事光子晶体的设计、组装及其在光热调控、传感器等领域的应用研究。

      硅、锗等半导体光子晶体具有极优的性能,但其制备难度大,仅有极少数顶尖研究团队在进行相关工作。课题组在国际上首次采用模板辅助离子液体电沉积的方法制备锗反蛋白石结构三维光子晶体。该技术不仅解决了化学气相沉积法难以完全填充模板中的问题,而且可以通过控制沉积时间得到二维光子晶体及不同层数、结构可控的三维光子晶体。相关研究成果在国际著名期刊《德国应用化学》(Angew.Chem. Int. Ed., 2009, 4(15): 2703-270, IF 11.829)上发表,被认为是一种“非常有前途的方法”。由于创新性的制备技术以及在光子晶体领域的重要性,论文被评选为该杂志热点论文。研究成果得到国内外广泛关注,被科学网(www.sciencenet.cn)报道,并被多家学术网站转载。继锗三维光子晶体的制备后,课题组还成功制备出Si、Ga及SixGe1-x二元体系有序结构(J. Mater. Chem. A, 2013,1:15076-15081; Phys. Chem. Chem. Phys., 2012, 14: 5100-5105, 2013, 15, 2421-2426;Chemphyschem, 2011, 15, 2751-2754)。课题组还拥有胶体晶体大面积、快速自组装相关技术,能够获得高度有序、大面积的二维和层数可控的胶体晶体。 

The self assembly of colloidal crystal from polystyrene spheres


Photographs of monolayered PS (556nm )on Si wafer showing a color changewhen the angle of incident white light is changed


The self-assembly of elliptical spheres


Optical photographs of the deposited Ge photonic crystal on the ITO glass substrate showing a color change when the angle of incident white light is changed.


Ge macropous fims electro-deposited from ionic liquid

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