近红外光学带隙硅三维光子晶体的制备

用溶剂蒸发法将单分散SiO2微球组装成三维有序结构的胶体晶体模板,用低压化学气相沉积法填充高折射率材料硅,酸洗去除SiO2模板,获得了硅反蛋白石三维光子晶体。通过扫描电镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外光谱仪对硅反蛋白石三维光子晶体的形貌、成分、结构和光学性能进行了表征。研究结果表明:Si在SiO2微球空隙内具有较高的结晶质量,填充致密均匀;通过控制沉积条件,可控制硅的填充率;制备的硅反蛋白三维光子晶体在近红外区(1.4μm左右)具有明显的光学反射峰,表现出光学带隙效应,测试的光学性能与理论计算基本吻合。

中红外完全带隙Si反蛋白石光子晶体的制备与光学性能研究

通过溶剂蒸发对流自组装法制备SiO2胶体晶体,采用低压化学气相沉积法填充Si,制备得到Si反蛋白石(opal)三维光子晶体.采用扫描电子显微镜对Si反opal的显微形貌进行表征,采用平面波展开法理论模拟Si反opal的光子带隙,采用傅里叶变换红外光谱仪测试其光学性能.研究结果表明:Si在SiO2微球空隙内填充致密均匀,显微红外光谱测试的光子带隙反射峰位置及带宽与理论计算基本符合.变角度反射光谱测试表明,Si反opal沿不同角度入射时在中心波长3319nm处均存在明显的反射峰,证明其具有完全光子带隙,带隙位于中红外大气窗口区域.