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光子晶體以其特殊的周期結構和可以對光子傳播進行調(diào)控的特性被稱為“光學半導體”，被認為是未來光子工業(yè)的材料基礎。近年來，光子晶體的結構、制備和光學特性研究受到全球范圍內(nèi)的高度關注，并在各類光學器件、光導纖維通訊和光子計算等領域呈現(xiàn)廣闊的應用前景。

在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，中科院化學所有機固體和新材料實驗室的科研人員針對目前光子晶體制備和應用開展了廣泛研究(Acc. Chem. Res. 2011, 44, 405-415; J. Mater. Chem. 2011, 21, 14113-14126)。他們通過結構設計，制備了具有硬核－軟殼結構的乳膠粒，制備了具有特殊緊密堆積結構的高強度光子晶體（Macromol. Chem. Phys., 2006, 6, 596-604, Cover）。利用這種具有特殊乳膠粒結構的膠體晶體實現(xiàn)了在高靈敏度檢測（Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7258-7262；J. Mater. Chem. 2012, 22, 21405-21411; Lab Chip 2012, 12, 3089-3095）、光信息存儲（Adv. Mater. 2010, 22, 1237-1241, highlighted by Asia Materials），界面浸潤性調(diào)控（Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 4436-4441. Cover)）等方面的應用，并實現(xiàn)了單晶光子晶體膜的制備（NPG Asia Mater.2012, 4, e21）。

在以上研究基礎上，他們提出了一種簡便的基于超疏水低粘附基材制備具有窄帶隙光子晶體的方法。應用該方法制備得到的光子晶體反射光譜半峰寬可達到12 nm。膠體乳液在超疏水低粘附基材上干燥過程中形成回縮的三相接觸線，及時釋放了由于乳膠粒收縮產(chǎn)生的應力，從而避免了光子晶體膜產(chǎn)生裂紋。這種簡便的制備窄帶隙光子晶體的方法將為設計和制備新型光學器件提供新的思路。該研究結果發(fā)表在近日出版的《美國化學會志》（J. Am. Chem. Soc. 2012, 134,17053−17058）上。

圖1 制備得到的光子晶體的反射光譜(A)以及SEM圖像(B)，插圖為其光學照片

圖2 在高粘附基底(A)和超疏水低粘附基底(B)組裝的機理示意圖