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文 献 综 述光子晶体是三维空间中由具有不同介电常数的材料进行周期性阵列形成的微观有序结构材料。
根据空间阵列方式的不同,光子晶体可以被简单的划分为三大类:一维光子晶体(1D-PCs)、二维光子晶体(2D-PCs)、三维光子晶体(3D-PCs)[1]。
1D-PCs又叫布拉格反射镜,它是最简单的光子结构,只在一个维度上进行周期性排列,通常可以采用逐层沉积、多次旋涂或光刻技术等方法制备。
而当材料在两个空间方向上具有周期性排列时,就会产生2D-PCs,可通过自上向下的方式制备,如光刻和刻蚀技术[2]。
3D-PCs则是由两种不同折射率的介质进行三维周期排列的结果,如常见有蛋白石和反蛋白石结构。
独特的周期性使得光子晶体具有光子带隙(photonic band gap, PBG) [3]这一重要特征。
光子带隙特性对光的传播具有操控的作用,可以禁止一定方向上特定频率的光的传播。
当可见光通过光子晶体时,由于光子带隙的存在,特定频率的可见光不能通过该材料,直接被反射出去,从而使其产生特定的结构色。
自然界中的蝴蝶翅膀、孔雀羽毛以及一些鸟类翅膀能够展现出来五彩斑斓的颜色,正是因为这些生物在微观上均有着特定有序的微结构[4],也就是光子晶体。
材料的微观组成与结构决定了其宏观尺度下表现出的性质。
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