二维光子晶体微腔的制备及其对硅光学材料的光量子放大

光子晶体(PC)可以增加光物质相互作用和光发射效率,在微纳光子学、量子光学及信息光学等领域中都有着广泛的应用。近年来,二维硅基光子晶体微腔的发光增强效应研究取得了较为重大的突破。本文针对现有二维光子晶体及微腔的制备方法与发光性能的调控展开论述,详细介绍了二维光子晶体微腔的制备进程与温度、泵浦能量、微腔结构对微腔Q因子以及发光性能的影响,并进一步展望了二维光子晶体在硅材料光量子放大领域未来研究所面临的问题及应用前景。     

垂直沉积自组装法与复杂结构光子晶体的研究进展

作为一种折光指数呈周期性分布的材料,光子晶体在功能器件、光学纤维和光学伪装材料等方面有潜在重要的应用。总结了以垂直沉积自组装法为基础,通过不同方法来制备光子晶体的研究进展,以及利用这些方法进一步制备各种具有不同复杂结构光子晶体的进展,总结了这些方法制备光子晶体的优缺点,并展望了垂直沉积自组装法制备光子晶体的发展趋势。     

光子晶体制备及其应用研究进展

综述了光子晶体的特性以及制备方法,分别介绍了光子晶体在光子晶体光纤、光子晶体滤波器、低阈值激光器、光子晶体结构色等领域的应用研究现状,展示了光子晶体器件的巨大发展潜力,并指出了光子晶体今后的研究方向。同时笔者认为将3D打印技术与光子晶体器件的制备相结合,对早日实现光子晶体器件的实际应用意义重大。     

图案化胶体光子晶体的制备与防伪应用研究进展

图案化胶体光子晶体因其易于制备、性价较高、多样化、功能化的优势,在防伪领域得到了很好的应用。概述了制备图案化胶体光子晶体的方法,包括垂直沉积法、旋涂法、喷涂法、喷墨打印技术;讨论了图案化光子晶体在防伪领域的应用及其优点;展望了图案化光子晶体未来的发展以及面临的挑战。     

光子晶体

光子晶体是20世纪80年代末提出的新概念和新材料,光子晶体中存在着光子能隙,正是由于这种光子能隙的出现,产生许多新的物理现象,这种新的物理现象具有重大的理论价值,简单介绍光子晶体的概念和特征,光子晶体的制备方法和理论研究方法,最后简单给出光子晶体的应用。     

光子晶体在Si基发光器件中的应用

在Si基集成光电子学的发展中,实现高效的Si基光源始终是人们期待的目标.但是Si材料的间接带隙特性导致其发光效率低.目前,已经探索了多种Si基材料体系以提高Si材料的发光效率,但是尚未取得突破性的进展.近年来,光子晶体以其独特的控光能力而备受人们的关注,将光子晶体引入到Si基材料体系中可以显著提高Si基材料的发光效率,这无疑对Si基光电子学的发展起到了重要的贡献.本文简述了利用光子晶体提高Si基材料发光效率的机制,介绍了光子晶体在几种Si基材料中的应用,探索了Si基光子晶体发光器件的潜在应用前景.     

精确的一维光子晶体的带隙

半导体材料的折射率是光频率的函数,所以在计算光子晶体的能带结构时必须考虑到色散关系。光子晶体存在光子禁带在反射谱上表现为高反射率带。本文已GaAs基材料为例,利用传输矩阵方法计算了考虑色散后的一维光子晶体的反射谱,计算结果表明考虑色散后的光子晶体禁带的宽度较不考虑色散关系的光子晶体的带隙要窄,如果光子晶体中存在缺陷则考虑色散后的光子晶体缺陷态的位置较不考虑色散关系时红移,且光子损耗较小。     

基于胶体微球自组装光子晶体的结构生色

综述了近年来基于胶体微球自组装光子晶体结构生色的研究进展.先简要介绍了光子晶体和结构生色理论,然后阐述了以胶体微球为基本结构基元构筑光子晶体的自组装方法,探讨了光子晶体的结构色效果的表征方式和稳固性增强方法,最后总结了用胶体微球自组装法制备光子晶体的困难并展望了发展方向.     

复合结构光子晶体的制备及应用

复合结构纳米粒子具有许多不同于单组分胶体粒子的独特的光、电、磁、催化等物理与化学性质,是构筑光子晶体材料的重要组元.从材料复合的不同形式阐述了复合结构光子晶体的制备方法;列举了光子晶体器件的典型应用.综述了光子晶体的主要用途;并展望了复合结构光子晶体的发展方向.     

基于金属有机框架的光子晶体制备与应用研究进展

近年来,基于光子晶体优异的光学性能和金属有机框架(MOFs)特殊的多孔结构,使基于MOFs的光子晶体研究备受研究者们的关注。本文综述了近年来MOFs材料及其在光子晶体中的应用研究进展。首先简单介绍了MOFs和光子晶体的基本概况及MOFs与光子晶体相结合的优势,然后阐述了基于MOFs的光子晶体的制备方法,进一步概括了其应用现状,并总结了当前基于MOFs的光子晶体研究所存在的困境,最后展望了其未来的发展方向。这些工作为MOFs材料在光子晶体中的实际应用提供了策略支撑。     

多彩结构色‒柔性光子晶体材料与应用

目的 对柔性光子晶体的性质进行介绍,并对其主流的制备方法进行阐述,总结近几年来柔性光子晶体材料在包装印刷领域的应用。方法 介绍柔性光子晶体材料的主流制备方法,包括胶体粒子自组装法以及纳米压印光刻法;其次根据光子晶体材料的结构色可调性,介绍柔性光子晶体材料在包装印刷领域主要应用和研究价值。结论 目前柔性光子晶体在包装印刷方面的应用主要在于纺织、防伪、体育与健康等方面。柔性光子晶体在绿色印刷和包装领域具有重大潜力,可进一步深度研究拓宽其日常生活领域化应用,进一步推动包装印刷行业的绿色发展。     

光子晶体传感器的研究进展

光子晶体是一类具有光子能带和带隙的新型光学材料,近年来已成为传感器技术领域的研究热点。光子晶体微腔、光子晶体波导、光子晶体光纤在传感器领域得到了广泛应用,而凝胶光子晶体、反蛋白石光子晶体、分子印迹光子晶体则实现了化学生物传感器的"裸眼检测技术"。重点分类介绍了一维、二维、三维光子晶体的制备及其在传感器领域的应用进展。     

近红外波段光子晶体的微细加工方法研究进展

光子晶体及其在光电子领域的应用是目前国际上的研究热点之一，是一种新型的光电子功能材料。在近红外光通讯领域中，光子晶体(对应允子晶体晶格常数为亚微米)有非常重要的应用，可以制作许多以前所不能制作的高性能光学器件。如何制备用于光通讯领域的光子晶体越来越引起广泛关注。本文综述了近红外波段光子晶体的微细加工制备方法的研究进展。     

激光全息法制备三维光子晶体的研究进展

三维光子晶体作为一种光子带隙材料,在光学器件、化学生物传感以及信息传输和存储等方面具有广泛的潜在应用价值。激光全息法制备光子晶体具有均匀性好、无缺陷、成本低廉等优点。综述了激光全息法制备三维光子晶体的理论及实验方面的研究进展,并阐述了各种方法的代表性工作以及各自的优缺点。     

仿生结构一维光子晶体传感器的制备与应用

很多生物像蝴蝶、甲壳虫、鲍鱼壳等具有一维光子晶体结构色,人们模仿这些一维光子晶体制备了光子晶体传感器。综述了使用旋涂法、表面活性剂自组装法、嵌段共聚物自组装法以及全息法等有效方法制备仿生结构一维光子晶体传感器,并将此传感器应用于温度、压力、有机溶剂、酸度以及化学小分子等多方面的检测。该类传感器优点在于制备方便快速,具有较好的灵敏度和选择性。目前研究方向是采用更多的制备方法模拟一维生物结构色,并在更广泛领域得到广泛应用。     

项目推荐

本项目以溶胶-凝胶燃烧合成技术为基础,进行单相和复合钛酸钡基纳米电子陶瓷粉体的低成本制备。铁电陶瓷粉体及其集成器件的研究与开发是目前最为活跃的领域之一。其中最为重要的是BaTiO3基氧化物陶瓷粉体及其器件。由于其具有优越的介电、压电、铁电性能,被广泛应用于制备各种陶瓷电容器、微波器件、铁电存储器等电子器件。近二十多年来,用BaTiO3研制的PTCR广泛应用于工业电子设备,民用电子设备和电器部件。BaTiO3基陶瓷的各种性能受很多方面的影响,其中钛酸钡陶瓷粉体的质量就是其中最为关键的一个方面。随着现代科学技术的飞速发展和电子元件的小型化、高度集成化,需要制备与合成符合发展要求的高质量的钛酸钡基陶瓷粉体（纳米颗粒、超纯、单分散、分子与原子水平上的成分复合）。纳米BaTiO3电子陶瓷     

基于柔性压克力基底的远红外与激光兼容光子晶体薄膜的制备

目前光子晶体薄膜主要镀制在硬性基底上,但是要将其应用到军事装备上,就必须在柔性材料上镀制光子晶体.采用薄膜光学理论中的特征矩阵法计算了所设计的光子晶体薄膜的反射光谱.利用镀膜法在柔性材料压克力上制备了光子晶体薄膜,同时进行了光谱曲线的测试.测试结果表明,在柔性基底上制备的光子晶体可以实现远红外与10.6μm激光兼容.     

光子晶体在光催化领域的研究进展

光子晶体是由具有不同介电常数的物质,在空间按照周期性排列形成具有光子带隙的介电结构材料.光子带隙中的慢光子和带隙反射可以促进光子的捕获和控制光与物质之间的相互作用.基于光子晶体独特的光学特性和较大的比表面积,将光子晶体结构引入到半导体光催化材料的设计中,可以有效地增强光催化反应活性.本文介绍了三维光子晶体的制备方法及慢光子效应,总结了光子晶体特别是反蛋白石结构的光子晶体作为光催化剂在废水净化、制氢、二氧化碳的转化等领域的研究进展,并针对光子晶体光催化剂面临的挑战,提出了开发具有不同折射率和周期性的多层三维光子晶体,促进光子晶体在光催化领域的应用.     

快速磁致显色光子晶体膜的制备与性能

采用热聚合的方法制备内嵌有Fe_3O_4@PAA磁性光子晶体纳米链和乙二醇(EG)液滴的聚二甲基硅氧烷(PDMS)光子晶体膜,采用红外光谱、扫描电镜、光学显微镜和光纤光谱仪对产物进行表征和性能分析。结果表明:液滴中光子晶体链能够沿磁场方向自由取向,赋予光子晶体膜结构色亮度可调的特性;光学性能测试结果表明,当磁性光子晶体纳米链链长为5μm,质量浓度为1.77 mg/mL时,制备的光子晶体膜在100 Gs下表现出最优的光学性能,且在2s内光子晶体膜的反射强度基本达到稳定,表现出快速磁致显色的特性。     

三维光子晶体研究进展

光子晶体是电子晶体的光学相似物,它是一种周期性的介电结构物,根据晶体的对称性,其介电常数在空间是变化的.三维光子晶体具有完全的光子带隙,在该结构中某一能量范围,光子不能在任一方向传播,这种光学特性在科学上有重要的应用价值.阐述了三维光子晶体结构具有潜在的光学特性,介绍了一些制备方法和存在的难题,以及对未来三维光子晶体的展望.