二氧化钛光子晶体的光子带隙及应用
光子晶体制备技术和应用研究进展
光子晶体制备技术和应用研究进展一、本文概述光子晶体，也称为光子带隙材料，是一种具有周期性折射率变化的介质结构，其独特的性质使得光在其中传播时受到调制，类似于电子在晶体中的行为。
因此，光子晶体被视为控制光传播行为的重要工具，具有广阔的应用前景。
随着科学技术的飞速发展，光子晶体的制备技术和应用研究进展日新月异，对推动光子学、光学、材料科学等多个领域的发展起到了重要的推动作用。
本文旨在全面概述光子晶体的制备技术和应用研究进展。
我们将回顾光子晶体的基本概念和特性，阐述其在光学领域的重要性和独特性。
然后，我们将详细介绍各种光子晶体的制备技术，包括微球自组装、激光全息干涉、胶体晶体模板法等，并分析其优缺点。
在此基础上，我们将探讨光子晶体在光子器件、传感器、显示器、太阳能电池等领域的应用研究进展，并展望其未来的发展趋势。
我们将总结当前光子晶体研究的挑战和前景，以期为该领域的研究者提供有益的参考和启示。
通过本文的综述，我们期望能够为读者提供一个全面而深入的了解光子晶体制备技术和应用研究进展的平台，促进相关领域的交流和合作，推动光子晶体技术的进一步发展和应用。
二、光子晶体的制备技术光子晶体的制备技术是实现其独特光学性质和应用的关键。
随着科技的不断进步，光子晶体的制备方法也在持续创新和发展。
目前，主要的制备技术包括微球自组装法、模板法、全息光刻法、激光直写法和溶胶-凝胶法等。
微球自组装法：这是一种基于胶体微球自组装原理的制备方法。
通过精确控制微球的尺寸和排列，可以在溶液中形成有序的三维结构，进而制备出具有特定光学性质的光子晶体。
该方法操作简单，成本低廉，但制备的光子晶体尺寸和形貌控制精度有限。
模板法：模板法是利用已有的模板结构，通过填充、沉积或刻蚀等方式，在模板表面或内部形成光子晶体结构。
这种方法可以实现复杂形状和结构的光子晶体制备，但模板的制作成本较高，且制备过程相对复杂。
全息光刻法：全息光刻法利用干涉光场的空间调制作用，在光刻胶或其他光敏材料中形成三维周期结构，进而制备出光子晶体。
光子带隙调控新效应及其应用-图文
光子带隙调控新效应及其应用-图文项目名称：光子带隙调控、新效应及其应用起止年限：依托部门：陈鸿同济大学2022.1至2022.8教育部上海市科委首席科学家：二、预期目标总体目标：围绕光子晶体的带隙调控、新现象及其应用，研究光子晶体带隙调控新机理和新现象，如特异材料及复合周期性结构和关联光子学微结构阵列；研究光子人工微结构集成回路的调控机理与新现象，如光子晶体和亚波长金属周期微结构中高品质微腔、对量子受限系统中的受激激发和自发辐射过程的影响、量子信息的制备和调控等。
研究光子晶体中光调控新效应与潜在应用研究，如三维光子晶体的光调控新效应、非线性光子晶体的光调控新效应、光子局域共振微结构诱导的干涉效应和宏观量子效应等。
通过项目的实施，在基础研究上取得一批在国际学术界领先的成果，产生一批有自主知识产权的专利技术，为光通讯、微波通讯、光电集成、航空航天系统及国防科技等领域的跨越式发展提供基础研究支撑。
五年目标：1.设计与制备微波波段特异材料，利用特异材料及其复合周期结构的特殊带隙结构、奇异缺陷模式和界面模式，研制新型微波原理性器件如新型飞行器天线罩、用于高速移动系统无线信道分析的新型天线等。
2.设计与制备光子晶体与量子受限系统复合结构，利用光子晶体与量子受限系统复合结构光电量子调控和量子限制所产生的新激光原理和激光现象，研制新型激光器。
3.设计与制备亚波长金属周期微结构与量子受限系统复合结构，利用光子晶体与量子受限系统复合结构光电量子调控和量子限制所产生的新跃迁激发原理和吸收现象，研制新型红外波段探测器。
4.设计与制备光子学微结构阵列，利用非线性光子学微结构阵列的特殊带隙结构和光调控效应，研制新型光调制器件如光开关。
5.发表一批高质量学术论文，形成一批有自主知识产权的专利技术。
三、研究方案学术思路：本课题以未来信息技术为目标，从学科前沿与国家需求有机结合点出发，紧密围绕光子晶体的带隙调控与新现象这一中心任务，将材料制备、测试和表征、理论分析和器件应用等有机结合起来，针对具体的关键科学问题进行系统和深入的研究和探索。
光子晶体中的能带结构与光学波导效应
光子晶体中的能带结构与光学波导效应引言随着人类对光学科学的不断深入研究，光子晶体作为一种新兴材料，引起了广泛的关注。
光子晶体是一种具有周期性结构的介质，在此结构中光的传播被限制或操控，从而产生一系列独特的光学效应。
其中，能带结构和光学波导效应是光子晶体中最为重要的两个方面。
本文将详细介绍光子晶体中的能带结构和光学波导效应，并探讨其在光学应用中的潜在价值。
光子晶体的基本概念光子晶体，又称为光子晶格或光子带隙材料，是一种具有调制折射率的周期性结构。
与电子晶体类似，光子晶体中也存在能带结构，即光子带隙。
光子晶体的制备方法多种多样，可以根据不同的应用需求选择不同的制备方法。
典型的制备方法包括自组装、纳米加工以及溶胶凝胶等。
光子晶体的周期性结构导致了光子能量的禁带结构，其中的带隙区域在光学波长尺寸范围内，可以对特定波长的光进行完全或部分的反射或禁闭。
这种能带结构的调控使得光子晶体能够在光学通信、光学传感、光电子器件等领域发挥重要作用。
光子晶体中的能带结构光子晶体中的能带结构指的是光子晶体中光的能量在空间中的分布状态。
光子晶体的能带结构如同电子在晶体中的能带结构一样，可以分为导带和禁带。
导带中的光子能够在光子晶体中自由传播，而禁带中的光子能量被禁止传播，因此禁带区域内的光子形成了光子带隙。
光子晶体中的能带结构可以通过调节晶格结构、折射率的变化以及周期性的改变等方式进行调控。
通过控制光子晶体的周期性结构，可以改变能带结构的宽度和位置，从而实现对特定波长的光进行选择性的传播或反射。
通过调节光子晶体的尺寸和结构参数，可以实现对带隙位置和宽度的调控。
光子晶体中的能带结构对光的传播产生重要影响。
当光的波长与光子晶体中的禁带结构相匹配时，光将无法通过光子晶体，从而形成光学隔离效应。
这种能带结构的特性在光学通信和光学传感中具有广泛的应用潜力。
光子晶体中的光学波导效应光学波导效应是指在光子晶体中通过调节结构参数，使得光在材料内部进行导波传输的现象。
光子晶体中的能带结构分析
光子晶体中的能带结构分析光子晶体是一种具有周期性结构的介质，能够控制光的传播和调控其频率。
在光子晶体中，存在着光子带隙，这是光子在不同频率下被禁止传播的范围。
光子晶体的能带结构与电子在晶体中的能带结构有一定的相似之处。
光子晶体的能带结构由它的周期性结构所决定。
光子晶体的周期性可以是一维、二维或三维的。
一维光子晶体的周期性结构是由一串具有不同折射率的材料组成，而二维或三维光子晶体的周期性结构则是由一组具有周期性排列的微球组成。
在光子晶体中，光的传播受到Brillouin区的限制，类似于电子在倒格子中受到布里渊区限制。
布里渊区是一种用于描述周期性结构中波矢的表示方式，它类似于电子在晶体中的倒格矢。
光子晶体中的布里渊区与晶体的周期性结构紧密相关，所以布里渊区的大小和形状对光子晶体的能带结构起着至关重要的作用。
光子晶体中的能带结构可以通过数值模拟或实验测量进行分析。
数值模拟通常使用计算机程序来解决Maxwell方程，模拟光在光子晶体中的传播。
通过调整光子晶体的周期性结构和材料的折射率，可以得到光子晶体不同频率下的能带结构。
这种数值模拟的方法可以提供详细的信息，包括光子晶体的色散关系、带隙的大小和形状等。
实验测量光子晶体的能带结构通常使用光谱学方法。
光谱学是一种通过测量光的频率和强度来研究物质结构和性质的方法。
在光子晶体中，可以使用光散射光谱、透射光谱、反射光谱等方法来观察和测量能带结构。
这些方法可以通过改变光的入射角度、入射频率等参数来得到不同的能带结构信息。
光子晶体的能带结构在光子学中有着重要的应用。
光子晶体可以通过调整能带结构来实现光的控制和调节。
例如，在光通信中，可以利用光子晶体的光随频率变化的能带结构来设计光滤波器、光传感器等光学元件。
此外，光子晶体还可以用于实现光子晶体光纤、光子晶体激光器等设备，从而在光通信和激光技术领域具有重要的应用前景。
总之，光子晶体中的能带结构是光子在周期性结构中传播的结果，其与电子在晶体中的能带结构有着一定的相似之处。
光子带隙结构
光子带隙结构
光子带隙(photonic Bandgap-PBG)结构，又称为光子晶体(photonic Crystal)，它是一种介质材料在另一种介质材料中周期分布所组成的周期结构。
尽管光子带隙最初应用于光学领域，然而由于其禁带特性，近年来在微波和毫米波领域也获得极大关注。
在光子带隙结构中,电磁波经周期性介质散射后,某些波段电磁波强度会因干涉而呈指数衰减,无法在该结构中传播,于是在频谱上形成带隙。
PBG结构的这种特性，在天线领域和微波电路中都有着巨大的应用价值。
时域有限差分(FDTD方法是分析PBG结构一种非常有效的数值计算方法。
然而，由于微波光子晶体结构的精细，网格量必须很大，内存容量就成为计算中的瓶颈。
此外当PBG结构为圆环形时，一般的阶梯近似不足以满足计算精度。
针对以上两个问题，本文采用本课题组带有共形网格建模的MPI并行FDTD程序对圆环形PBG 结构进行了分析。
讨论了单元数目，单元间距，圆孔内径和导带宽度对S参数的影响，最后设计了一种宽禁带圆环形PBG结构。
新型光子晶体材料的研究与应用
新型光子晶体材料的研究与应用随着科技的不断发展和进步，新型材料的研究和应用也成为了当前科学领域的热点之一。
其中，新型光子晶体材料因其特殊的光学性质和应用前景备受研究人员的关注。
在本文中，我们将详细介绍新型光子晶体材料的定义、特性及其在相关领域的应用现状。
一、新型光子晶体材料的定义与特性新型光子晶体材料是一种由微结构周期排列形成的具有周期性折射率分布的材料。
与普通晶体材料相比，新型光子晶体材料的折射率分布具有周期性，能够形成完美的布拉格反射。
此外，新型光子晶体材料还具有以下特点：1. 光子带隙：光子晶体材料中，由于周期性结构的存在，能够形成一种能量带隙。
这种带隙可以阻止特定波长的光波传播，实现光波的选择性传输。
2. 高质量因子：新型光子晶体材料的结构具有高质量因子，能够增强光与材料之间的相互作用，从而实现更高效的光学性能。
3. 可调性：新型光子晶体材料的结构可以通过改变晶格参数、元素材料等方式进行调制，从而实现对其光学性质的调控，具有很大的应用潜力。
二、新型光子晶体材料在光子学领域的应用在光子学领域，新型光子晶体材料已经得到了广泛的应用。
1. 光学传感器：新型光子晶体材料的选择性光学传输性质可以应用于光学传感器中，实现对特定成分的检测，例如气体检测、化学物质检测等。
2. 光学放大器：通过在新型光子晶体材料中引入激光介质，可以实现高效的光学放大器，其具有高增益、低门限等优点，可以应用于激光通信、激光雷达等领域。
3. 光学滤波器：由于新型光子晶体材料具有选择性传输特性，在光学滤波器中应用可以实现波长选择性的过滤，应用于光通信、成像等领域。
三、新型光子晶体材料在电子学领域的应用除了在光子学领域，新型光子晶体材料在电子学领域也有广泛的应用。
1. 微波天线：应用新型光子晶体材料结构设计微波天线，可以实现更高的增益、更低的副瓣，具有更好的指向性和抗干扰性能。
2. 微波滤波器：应用新型光子晶体材料实现微波滤波器，可以实现高品质因子、高选择性、低损耗的特点，在无线通信领域有很好的应用前景。
二氧化硅光子晶体
二氧化硅光子晶体二氧化硅光子晶体是一种由二氧化硅材料构成的具有周期性结构的光子晶体。
光子晶体是一种能够控制光的传播和操控光的性质的材料。
二氧化硅光子晶体由一系列周期性排列的孔洞组成，这些孔洞的尺寸和形状决定了光子晶体对光的传播和反射的特性。
通过调整孔洞的尺寸和间距，可以实现对特定波长的光的选择性反射和传导，从而实现光的波长选择性过滤和分离。
二氧化硅光子晶体的孔洞通常以六角形排列，形成六角形的光子晶格结构。
这种结构对光的传播具有周期性的折射率分布，形成了光子带隙。
光子带隙是一种禁带，位于光子晶体的光频率范围内，使得特定频率范围内的光无法在光子晶体中传播，而被完全反射或吸收。
二氧化硅光子晶体具有许多优异的光学性质。
首先，它具有较高的折射率和较低的损耗，使得光在其中传播时能够保持较高的透明度和传输效率。
其次，光子晶体的光子带隙可以用来实现光的波长选择性过滤和分离，可以广泛应用于光通信、光传感和光子集成等领域。
此外，二氧化硅材料本身具有较好的热稳定性和化学稳定性，使得光子晶体在高温和腐蚀性环境下仍能保持良好的性能。
二氧化硅光子晶体的制备方法多种多样，常见的方法包括干法制备和湿法制备。
干法制备主要是利用光刻和干蚀刻技术，在硅基底上制备出所需的光子晶体结构。
湿法制备则是通过溶胶-凝胶法或自组装法，在溶液中自组装形成二氧化硅光子晶体结构。
二氧化硅光子晶体具有广泛的应用前景。
在光通信领域，光子晶体可以用于实现高速、高容量的光通信传输和光信号处理。
在光传感领域，光子晶体可以用于实现高灵敏度、高选择性的光传感器，用于检测和测量环境中的各种物理和化学量。
在光子集成领域，光子晶体可以与其他光学器件结合，形成复杂的光学系统，实现光的控制和操控。
二氧化硅光子晶体是一种具有周期性结构的光子晶体，通过调整孔洞的尺寸和间距，可以实现对特定波长的光的选择性反射和传导。
它具有许多优异的光学性质和广泛的应用前景，对于推动光学技术的发展和应用具有重要意义。
二氧化钛光催化原理
二氧化钛光催化原理二氧化钛光催化是一种常见的光催化反应，指的是当二氧化钛表面受到紫外光照射时，产生的电子-空穴对（e^-/h^+）与溶液中的物质发生反应，从而实现催化剂的功能。
该反应在环境保护、能源转化、有机合成等领域具有重要的应用价值。
本文将从二氧化钛光催化的基础原理、光催化机理和光催化反应的应用等方面进行介绍。
首先，二氧化钛光催化的基础原理是建立在二氧化钛的半导体特性上。
二氧化钛是一种宽禁带半导体，其导带带底下为空带，导带和空带之间隔着禁带。
当二氧化钛受到紫外光照射时，光子的能量可以使得一部分价带中的电子被激发到导带中，形成电子-空穴对。
这些电子-空穴对可以参与光催化反应。
其次，二氧化钛光催化的机理可以分为直接和间接机理。
直接机理是指光子激发电子跃迁到导带中，并与溶液中的物质直接发生反应。
例如，当溶液中存在有机物时，激发的电子可以与有机物发生氧化反应，将其降解为无害的物质。
间接机理则是指激发的电子在导带中发生一系列的电子迁移过程，最终转移到表面吸附的氧分子上，与溶液中的水分子发生反应生成羟基自由基（•OH），这些自由基可以氧化有机物质。
此外，二氧化钛光催化的反应速率还受到多种因素的影响。
一是溶液的pH值，强酸或强碱条件下不利于电子与空穴的重新组合，从而有利于电子和空穴的产生。
酸性条件下，电子常与H^+结合形成羟基自由基（•OH），从而增强催化效果。
二是反应物的浓度，浓度越高，反应速率越快。
三是二氧化钛的晶型和表面形貌，具有良好的晶体结构和表面积的二氧化钛对光催化反应具有更好的催化效果。
四是反应温度，温度上升可以加速反应速率。
最后，二氧化钛光催化反应在环境保护、能源转化和有机合成等领域具有广泛的应用。
在环境保护方面，可以应用于废水处理、大气治理等。
在能源转化方面，可以应用于光电催化水分解、光电池等。
在有机合成方面，可以应用于有机物催化合成、有机废弃物转化等。
总之，二氧化钛光催化是一种基于二氧化钛的半导体特性和光催化机理实现的高效催化反应。
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Hiromi 等[39] 研究了具有菱形结构的三维光子晶 体的制备过程 ,通过立体平板印刷术 ,制备了作为前 驱体的菱形结构 。它由环氧网格组成 , 其中含有 SiO2 和 TiO2 (体积比为 10 %) 的陶瓷颗粒 ,环氧树脂 在空气中烧掉后 ,SiO22TiO2 的菱形结构在1 400 ℃下 烧结 215 h 。其线形收缩率为 50 % ,光子带隙大约在 19 GHz 。
收稿 : 2007 年 4 月 , 收修改稿 : 2007 年 8 月 3 通讯联系人 e2mail :gjqiao @mail. xjtu. edu. cn
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化 学 进 展
第 20 卷
TiO2 光子晶体的另一个主要特征是光子局域 。 如果在光子晶体中引入某种程度的缺陷 ,和缺陷态 频率吻合的光子被局域在缺陷位置 ,一旦其偏离缺 陷处 ,光就将迅速衰减 。一旦 TiO2 光子晶体原有的 对称性被破坏 ,在光子晶体的禁带中央就可能出现 频宽极窄的缺陷态 。光子晶体有点缺陷和线缺陷 : 点缺陷仿佛是被全反射墙完全包裹起来 ,利用点缺 陷可以将光“俘获”在某一个特定的位置 ,光就无法 从任何一个方向向外传播 ,这相当于微腔 ;在垂直于 线缺陷的平面上 ,光被局域在线缺陷位置 ,只能沿线 缺陷方向传播 。
此外 ,在 TiO2 光子晶体中亦可产生缺陷 ,即进 行掺杂 ,因而在光子能隙中引入新的电磁波模式 :用 高介电材料部分代替低介电材料 ,那么将产生施主 能级 ;用低介电材料部分代替高介电材料 ,可得到受 主能级 。
Wang 等[36] 为了指导 TiO2 光子晶体的设计 ,利 用平面波膨胀方法计算了二维和三维 TiO2 光子晶 体的全面的光子带隙图 。对于三维结构 ,他们计算 了 Yablonovite 结构及其反 Yablonovite 结构 ,计算结 果表明反 Yablonovite 结构呈现出完全带隙特征 ,并 研究了两种 Yablonovite 结构中带隙宽度和填充率以 及钻孔倾角的相互依赖关系 。
景[3 —28] 。目前 TiO2 光子晶体已成为材料化学科学 的研究热点 ,发展迅速[29 —35] 。
2 TiO2 光子晶体的光学特性
TiO2 光子晶体最大的特征是光子带隙 。光子晶 体中介电常数的周期性排列产生了一定的势场 ,当 TiO2 和另外一种材料的介电常数相差足够大时 ,在 电介质界面上会出现布拉格散射 ,产生光子带隙 。 能量落在带隙中的光将不能在晶体中传播 ,而是被 全部反射出去 。两种介质材料的介电常数比 (或折 射率比) 越大 ,布拉格散射越强烈 ,就越有可能出现 光子带隙 。
Liu 等[40] 为了提高复合微球的折射率 ,通过钛 醇盐 水 解 , 在 单 分 散 SiO2 球 体 表 面 覆 盖 了 一 层 TiO2 。在钛酸四丁酯水解的基础上 ,通过一系列连 续的工艺在直径 200 nm 的单分散 SiO2 球体表面制 备了 10 nm 的 TiO2 涂层 。TiO2ΠSiO2 复合球体通过 重力垂直沉积被组装成三维有序结构 ,不同的测试 技术表征了复合球体的成分 、性质和形貌 。
第 20 卷 第 4 期 2008 年 4 月
化 学 进 展
PROGRESS IN CHEMISTRY
Vol . 20 No. 4 Apr. , 2008
TiO2 光子晶体的光子带隙及其应用
李晓菁1 乔冠军1 3 陈杰 2 周 熙1
(1. 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室 西安 710049 ; 2. 西安交通大学能源与动力学院 西安 710049)
2. School of Energy and Power Engineering , Xi’an Jiaotong University , Xi’an 710049 , China)
Abstract Recently the progress has been made in the area of controlling and manipulating photon with photonic crystal of titanium dioxide. In this paper photonic crystal of titanium dioxide , including sort , properties , fabrication , and application , are comprehensively reviewed. Photonic crystal of titanium dioxide is the promising material for its application in reflector , photoelectric conversion , chemical sensor and photocatalysis. At present , the synthesis of photonic crystal of titanium dioxide working at near infrared and visible wavelength is a hard work. Research field of photonic crystal of titanium dioxide in the future is dealt with in this review.
Key words photonic crystals ; titanium dioxide ; photonic band gap ; opal ablonovitch[1] 和 John[2] 几乎同时提出了 光子晶体的概念 :具有光子带隙的周期性电介结构 。 具有光子频率禁带 (photonic band gap) 的材料称作光 子晶 体 , 光 子 晶 体 也 叫 电 磁 晶 体 ( electromagnetic crystals) ,是由两种具有不同介电常数的介质组成的 复合材料 。自然界里发现的天然光子晶体不少 ,如 蛋白石 (opal) 、宝石 、蝴蝶翅膀 、孔雀羽毛和海老鼠 毛等 。蛋白石是一种具有几百纳米空隙 、规整排列 的无定型 SiO2 结构 ,具有不完全的较小的带隙 。光 子晶体由于光子带隙的存在 ,产生了很多全新的性 质和现象 , 从而显示出非常宽广的发展和应用前
Miguel 等[41] 在单分散 SiO2 球体表面覆盖了一 层 TiO2 ,颗粒的尺寸介于 014 —1μm 之间 ,TiO2 覆盖 层的厚度可以通过 SiO2 核的尺寸 、反应时间 、水和 表面活性剂的浓度来调节 。TiO2ΠSiO2 球体通过沉 积得到三维有序结构 ,通过热处理将无定形 TiO2 转 变成金红石 TiO2 ,获得了具有更高折射指数的三维 有序材料 ,其具有更好的机械硬度 。
Awazu 等[43 , 44] 采用深度 X 射线平版印刷术制备 了精确的模板 ,在模板上利用液相沉积的方法沉积 了 TiO2 紧密层 ,最后除去模板得到了纳米光子晶 体 ;计算了三维 TiO2 光子晶体的光子带隙 ,700 ℃热 处理后 TiO2 的折射指数为 215 ,接近于锐钛矿 TiO2 的折射指数 。
3 TiO2 光子晶体的分类及结构
通常 TiO2 光子晶体按其结构可分为 3 类 ,即一 维光子晶体 、二维光子晶体和三维光子晶体 。 311 一维光子晶体
一维 TiO2 光子晶体是指在一个方向上具有光 子频率禁带 ,它由两种介质交替叠层而成 。这种结 构在垂直于介质片的方向上介电常数是空间位置的 周期性函数 ,而在平行于介质片平面的方向上介电 常数不随空间位置而变化 。
关键词 光子晶体 TiO2 光子带隙 蛋白石 反蛋白石 中图分类号 : O734 文献标识码 : A 文章编号 : 10052281X(2008) 0420491208
Application on the Photonic Band Gap of Titanium Dioxide Photonic Crystals
Li Xiaojing1 Qiao Guanjun1 3 Chen Jierong2 Zhou Xi1 (1. State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials , Xi’an Jiaotong University , Xi’an 710049 , China ;
摘 要 最近利用 TiO2 光子晶体控制光子的研究取得了一定进展 。本文概述了 TiO2 光子晶体的分类 、 性质 、制备和应用 。TiO2 光子晶体在反射器件 、光电转换 、化学传感器和光催化等方面应用前景广阔 ,目前 , 可见光和近红外波段的 TiO2 光子晶体的合成是工作的难点 ,本文对今后 TiO2 光子晶体的研究提出了展望 。
利用传统的微电子加工技术虽然能够制出比较 满意的光子晶体 ,但工艺复杂 、造价昂贵 ,不利于大 规模的光子晶体生产 。虽然极力向更短波长推进 , 但由于受光的衍射极限和现有半导体技术水平的限 制 ,这种方法在制备更小波长尺度的三维 TiO2 光子 晶体方面遇到极大的困难 。 412 类蛋白石结构法 41211 蛋白石结构
Duan 等[42] 研究了金属离子掺杂的丙烯酸酯单 体和低聚物的聚合 ,合成了钛离子 ( Ⅳ) 掺杂聚氨酯 丙烯酸酯可光聚合树脂 , 在聚合物基体内生成了 TiO2 纳米颗粒 ,通过直接激光写入技术 ,成功制备了
第4期
李晓菁等 TiO2 光子晶体的光子带隙及其应用
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由聚合物和 TiO2 纳米颗粒复合物组成的三维光子 晶体 。
Biallo 等[37] 分析了铒掺杂 SiO22TiO2 一维光子晶 体的微孔 ,微孔的存在使得光和光子晶体的相互作 用时间增强 ;研究了泵信号功率 、设备长度和掺杂剂 浓度对光增强的影响 ;比较了铒掺杂 TiO2 光子晶体 的微孔和铒掺杂 TiO2 光子晶体的带边放大的关系 , 表明二者之间有紧密的联系 。 312 二维光子晶体