从纳米片到多功能光子晶体:研究团队实现三种光学机制一体化

技术研究 QuantumWire 2026-09-17 17:27
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2026年9月14日——光子晶体含有尺寸为数百纳米、可与光波长相比拟的周期性纳米结构,能通过选择性反射特定波长而表现出所谓的结构色。利用功能性纳米片(仅几纳米厚的二维材料)构建光子晶体,有望推动兼具多种性质的多功能光子晶体的开发。然而,纳米片的结构限制迄今使光子晶体的制备仅限于少数几种纳米片材料。

由信州大学纺织科学与技术学院副教授 Koki Sano 领导的研究团队建立了一种使光子晶体功能化的新策略:通过用功能性纳米颗粒修饰纳米片表面,在保留纳米片原有性质的同时赋予其额外功能。研究人员通过逐步用带正电的金纳米颗粒、金纳米棒和荧光二氧化硅纳米颗粒修饰带负电的二氧化钛纳米片,开发出功能性杂化纳米片。随后,他们将纳米片之间的间距增大到数百纳米,制得集成了三种不同光学机制的多功能光子晶体:光吸收、反射和发射。该团队还在三维空间中实现了纳米片的可视化,并展示了对所得光子晶体光学性质的动态调控。

这些发现有望应用于新型着色剂、油墨以及具有先进光学性能的下一代材料的开发。它们还可能成为精确表征无机纳米片结构和行为的基础技术。