西安交通大學(xué)在多光學(xué)形態(tài)光子晶體研究方面取得重要進展

發(fā)布:cyqdesign 2024-09-23 23:16 閱讀:256

將光致發(fā)光(PL)尤其是長壽命室溫磷光(RTP)現(xiàn)象集成到周期性亞微米結(jié)構(gòu)中以構(gòu)建多光學(xué)形態(tài)光子晶體(PC)是目前光學(xué)功能材料及相關(guān)器件重要發(fā)展趨勢,但這種集成極具挑戰(zhàn)性。這一方面是由于RTP的實現(xiàn)需要剛性基質(zhì)以穩(wěn)定三重態(tài)激子并抑制非輻射躍遷,但這些基質(zhì)往往不具備周期性結(jié)構(gòu),不能對光產(chǎn)生選擇性反射。另一方面,由于光子晶體材料和RTP材料制備方法差異很大且與光相互作用的物理機制沒有關(guān)聯(lián)性,使得發(fā)光單元與光子晶體陣列之間的兼容性和可組合性顯著降低。

針對這一問題,西安交通大學(xué)物理學(xué)院研究人員提出了一種新穎的通用性策略來制備具有三重光學(xué)形態(tài)的光子晶體(三態(tài)PCs)。通過高溫煅燒內(nèi)部封裝有熒光碳點(CDs)的SiO2納米顆粒,形成具有規(guī)則形貌的單分散磷光SiO2納米球(RTP-CDs@SiO2)并自組裝成三態(tài)PCs。該PCs的三種光學(xué)模式在不同光源環(huán)境刺激下可以無縫切換,即在日光下具有虹彩結(jié)構(gòu)色、紫外光照射時發(fā)出明亮的PL以及關(guān)閉紫外光后產(chǎn)生時間依賴的RTP。研究表明,高溫煅燒產(chǎn)生磷光的內(nèi)在物理機制是由于強C-Si共價鍵網(wǎng)絡(luò)的形成進而穩(wěn)定了激發(fā)三重態(tài)。進一步發(fā)現(xiàn),磷光不依賴于所包裹CDs的表面缺陷類型或雜原子摻雜,因此證明所提出的制備方法具有通用性。此外,研究人員在該材料的基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)了熱響應(yīng)三態(tài)光子凝膠。通過簡單調(diào)整凝膠的環(huán)境溫度(8°C~43°C),可以巧妙地將物理發(fā)光(結(jié)構(gòu)顏色和透光率)與化學(xué)發(fā)光(PL和RTP)相聯(lián)立,并且這些光信號在不同光傳播模式下表現(xiàn)出互補償特性。最后,研究人員展示了三態(tài)光子凝膠在可回收智能窗和多維信息加密等領(lǐng)域的應(yīng)用場景,表明該材料在未來新型光學(xué)器件設(shè)計方面的廣闊的應(yīng)用前景。這一工作為物理色(結(jié)構(gòu)色)和化學(xué)色(PL和RTP)的有機整合和系統(tǒng)集成開辟了新的途徑,其豐富的光學(xué)性質(zhì)有助于相關(guān)材料及光學(xué)器件的設(shè)計、研究向更高水平發(fā)展。

單分散磷光SiO2納米球、三態(tài)光子晶體和三態(tài)光子凝膠的制備過程

三態(tài)光子凝膠的熱響應(yīng)光學(xué)特性

該成果近日發(fā)表在《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)上,西安交通大學(xué)物理學(xué)院為唯一通訊單位,文章第一作者是西安交通大學(xué)物理學(xué)院博士生王昌興,西安交通大學(xué)物理學(xué)院盧學(xué)剛教授、楊森教授為論文通訊作者。該項研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目,國家自然科學(xué)基金和陜西省自然科學(xué)基金的支持。

論文鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202408632

分享到:

最新評論

祖?zhèn)骼现嗅t(yī) 2024-09-24 16:15
西安交通大學(xué)在多光學(xué)形態(tài)光子晶體研究方面取得重要進展
歇斯底里輝哥 2024-09-24 17:21
b >R/=tx  
西安交通大學(xué)在多光學(xué)形態(tài)光子晶體研究方面取得重要進展
wangjin001x 2024-09-24 19:10
西安交通大學(xué)在多光學(xué)形態(tài)光子晶體研究方面取得重要進展
我要發(fā)表 我要評論
限 50000 字節(jié)
關(guān)于我們
網(wǎng)站介紹
免責(zé)聲明
加入我們
贊助我們
服務(wù)項目
稿件投遞
廣告投放
人才招聘
團購天下
幫助中心
新手入門
發(fā)帖回帖
充值VIP
其它功能
站內(nèi)工具
清除Cookies
無圖版
手機瀏覽
網(wǎng)站統(tǒng)計
交流方式
聯(lián)系郵箱:商務(wù)合作 站務(wù)處理
微信公眾號:opticsky 微信號:cyqdesign
新浪微博:光行天下OPTICSKY
QQ號:9652202
主辦方:成都光行天下科技有限公司
Copyright © 2005-2024 光行天下 蜀ICP備06003254號-1