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非晶无序光子晶体结构色机理及其应用

发布时间:2019-06-16 17:26
【摘要】:结构色是一种由光学尺度的微纳结构与光相互作用形成干涉、衍射或散射而产生颜色的物理生色效应。与化学生色不同,结构色由于没有色素或者染料的参与,因此没有颜色褪色的现象,同时能够避免使用染料和色素带来的环境污染。目前结构色材料受到研究者和应用开发人员的广泛关注,大量的研究发现结构色可以来源于光子晶体与非晶光子晶体两种结构。光子晶体由规整的周期性结构组成,产生的颜色鲜艳却具有明显的角度依赖性。而非晶光子晶体,其"自身缺陷"导致的短程有序结构具备了各向同性的光子带隙、非虹彩效应、光局域化等特点,赋予了材料柔和亮丽不随角度变化的显色效果,可控的激光效应以及优良的发光效率,从而更能满足材料领域对光散射和光传输等方面的特殊需求。对非晶光子晶体的概念和结构,与可见光作用产生颜色的原理,以及制备非晶光子晶体的不同方法(平板刻蚀法、胶体颗粒自组装法、模板法、相分离法)做了详细的讨论,并对非晶光子晶体产生的结构色效应在光电器件、功能涂料和纺织材料等多个领域中的应用进行了展望。
[Abstract]:Structural color is a kind of physical color effect which is caused by the interaction between micro-nano structure and light on optical scale to form interference, diffraction or scattering. Different from the color of chemical students, the structural color has no color fading because there is no pigment or dye, and the environmental pollution caused by the use of dye and pigment can be avoided at the same time. At present, structural color materials have been widely concerned by researchers and application developers. A large number of studies have found that structural colors can come from photonic crystals and amorphous photonic crystals. Photonic crystals are composed of regular periodic structures, but the colors are bright but have obvious angle dependence. However, the short-range ordered structure caused by the "self-defect" of amorphous photonic crystals has the characteristics of isotropic photonic band gap, non-rainbow effect, photolocalization and so on, which endows the materials with soft and bright color effect, controllable laser effect and excellent luminous efficiency, which can better meet the special needs of light scattering and light transmission in the field of materials. The concept and structure of amorphous photonic crystals, the principle of color generation by interaction with visible light, and the different methods of preparing amorphous photonic crystals (plate etch method, colloidal particle self-assembly method, template method, phase separation method) are discussed in detail, and the application of structural color effect produced by amorphous photonic crystals in optoelectronic devices, functional coatings and textile materials is prospected.
【作者单位】: 苏州大学纺织与服装工程学院现代丝绸国家工程实验室;
【基金】:国家自然科学基金(51073113;91027039;51373110;11404064) 江苏省高校自然科学研究基金(10KJA540046)
【分类号】:O734

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本文编号:2500696

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