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科學(xué)家發(fā)明了可隨意改變顏色的光電子學(xué)技術(shù)
最近更新時間：2013-10-16
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科學(xué)家發(fā)明了可隨意改變顏色的光電子學(xué)技術(shù)
由加州大學(xué)Riverside分校Yadong Yin領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在《Angewandte Chemie》上發(fā)表文章，宣布他們?nèi)〉昧诵逻M(jìn)展：小組用小型磁性晶體包覆塑料外殼形成納米顆粒，然后顆粒在溶液中自聚集成光子晶體。當(dāng)施加一個外部磁場時，晶體光學(xué)特性會發(fā)生改變，因此通過調(diào)整磁場強(qiáng)度就可以改變這些晶體的顏色。
這里所說的晶體和傳統(tǒng)晶體并不一樣，它們屬于膠質(zhì)晶體。膠質(zhì)晶體成本較低，并且可以大尺度，因此適合于光子晶體。光子晶體類似于電子學(xué)中的半導(dǎo)體材料，它們也有帶隙、禁帶等。這些光學(xué)特性取決于晶體的空間關(guān)系。
目前研究主要是針對禁帶可通過外部刺激得到快速、調(diào)節(jié)的光子晶體。但是這些要求還無法實現(xiàn)。
其中一種可能的刺激是磁場，如果晶體由磁性材料制成，例如氧化鐵。但問題在于磁化只有在顆粒達(dá)到較大尺度時才能保持，Yin的小組找到了解決辦法：在納米氧化鐵顆粒外包覆聚乙烯外殼。
這樣做的結(jié)果是納米晶體在溶液中自聚集成膠質(zhì)光子晶體。磁場力作用于每一個單個團(tuán)簇，改變了團(tuán)簇間的晶格距離。通過改變磁場強(qiáng)度以及磁體距離，膠質(zhì)晶體的顏色就可以在整個可見光譜區(qū)域內(nèi)變化。整個過程迅速且可逆，因為團(tuán)簇的納米晶體很小，當(dāng)磁場關(guān)閉后它們能立刻失去磁性。這可用于通信、顯示器、感應(yīng)器等領(lǐng)域。