Transparency induced in opals via nanometer thick conformal coating

材料科学 折射率 保形涂层 涂层 原子层沉积 光学 聚苯乙烯 光子学 波长 纳米 光子晶体 光电子学 薄膜 纳米技术 物理 复合材料 聚合物
作者
Guo Liang Shang,Kaline P. Furlan,Robert Zierold,Robert H. Blick,Rolf Janßen,Alexander Yu. Petrov,Manfred Eich
出处
期刊:Scientific Reports [Nature Portfolio]
卷期号:9 (1) 被引量:5
标识
DOI:10.1038/s41598-019-47963-2
摘要

Abstract Self-assembled periodic structures out of monodisperse spherical particles, so-called opals, are a versatile approach to obtain 3D photonic crystals. We show that a thin conformal coating of only several nanometers can completely alter the reflection properties of such an opal. Specifically, a coating with a refractive index larger than that of the spherical particles can eliminate the first photonic band gap of opals. To explain this non-intuitive effect, where a nm-scaled coating results in a drastic change of optical properties at wavelengths a hundred times bigger, we split the permittivity distribution of the opal into a lattice function convoluted with that of core-shell particles as a motif. In reciprocal space, the Bragg peaks that define the first Brillouin zone can be eliminated if the motif function, which is multiplied, assumes zero at the Bragg peak positions. Therefore, we designed a non-monotonic refractive index distribution from the center of the particle through the shell into the background and adjusted the coating thickness. The theory is supported by simulations and experiments that a nanometer thin TiO 2 coating via atomic layer deposition (ALD) on synthetic opals made from polystyrene particles induces nearly full transparency at a wavelength range where the uncoated opal strongly reflects. This effect paves the way for sensing applications such as monitoring the thicknesses growth in ALD in-situ and in real time as well as measuring a refractive index change without spectral interrogation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Ly完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
共享精神应助漂亮的冰菱采纳,获得10
1秒前
洪旺旺完成签到 ,获得积分10
2秒前
花痴的电灯泡完成签到,获得积分10
2秒前
nn完成签到,获得积分10
3秒前
卓奕雯完成签到 ,获得积分10
3秒前
dong发布了新的文献求助10
3秒前
喜子发布了新的文献求助20
3秒前
开心祯祯完成签到,获得积分10
4秒前
6666发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
7秒前
wanglu发布了新的文献求助10
8秒前
研友_CCQ_M完成签到,获得积分10
9秒前
高兴的海蓝完成签到,获得积分10
10秒前
潇洒的惋清应助不懈奋进采纳,获得10
10秒前
一球二百发布了新的文献求助10
11秒前
谦让涵菡完成签到 ,获得积分10
11秒前
dong完成签到,获得积分10
11秒前
田tt发布了新的文献求助30
12秒前
14秒前
周周周完成签到,获得积分10
15秒前
曲奇吐司完成签到,获得积分10
15秒前
落寞晓兰完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
小大夫完成签到 ,获得积分10
18秒前
DoctorSUN完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
刻苦城完成签到 ,获得积分10
21秒前
田田完成签到 ,获得积分10
22秒前
now完成签到,获得积分10
22秒前
engine完成签到,获得积分10
24秒前
deng完成签到 ,获得积分10
24秒前
周周周发布了新的文献求助10
25秒前
生动的鹰发布了新的文献求助10
26秒前
沐雨完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
务实的绝悟完成签到,获得积分0
27秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Petrology and Plate Tectonics,2025 450
Physiological Engineering Aspects of Penicillium chrysogenum 400
Circular Polar Constellations Providing Continuous Single or Multiple Coverage Above a Specified Latitude 400
Social democracy and urban politics Party responses to the diversifying left in European cities 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6738168
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8470214
关于积分的说明 18070978
捐赠科研通 6004152
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3002229
邀请新用户注册赠送积分活动 1978742
关于科研通互助平台的介绍 1941438