光子晶体.pdf

光子晶体 ，结构化学补充内容。
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第八章 新型材料的结构简介 增加以下一节： 8.6光子晶体 光子晶体是由两种或两种以上介电常数（折射率）不同的材料在空间 按一定周期性排列形成的的新型光学材料。
目前的制备方法既有物理方法， 也有化学方法，其中，用单分散纳米胶体粒子自组装形成的光子晶体也称 为胶体晶体。
1987年，E.Yablonovitch及 S.John指出，在不同介电常数呈周期性排列 的三维介电材料中，电磁波传播时由于布拉格散射，会受到调制而形成光 子能带结构。
光子能带之间可能出现带隙，即光子禁带。
具有光子带隙是 光子晶体的基本特征。
光子带隙是一个频率范围，由于带隙中没有任何态 存在，所以，在三维光子晶体中，频率落在禁带内的光或电磁波无法向任 一个方向传播，而频率位于能带里的电磁波则能在光子晶体里几乎无损地 传播。
这类似于半导体晶体中原子点阵控制电子的传播。
目前，对光子晶 体的研究已经从传统的非调制光子晶体进入可调制光子晶体，这是一种利 用外场激励改变晶格或折射率，从而调节光子带隙的新材料。
光子晶体可以控制光子的运动，可能成为光电集成、光子集成、光通 信的一种关键性基础材料。
蛋白石是一种名贵的宝石，含水非晶质二氧化硅SiO2nH2O，内部是 球粒状结构。
球粒本身是无序的 α-鳞石英（从这个意义上看，它不是真正 的晶体）,但球粒呈规则排列，起着光栅作用，故呈现五颜六色的变彩。
球粒间距通常为 200nm，但60nm时也能出现变彩，是矿物界的光子晶体。
有趣的是，生物界也有光子晶体，例如蝴蝶翅膀和澳洲海老鼠的毛发。