（2+1）维自组装光子晶体超晶格研究

光子晶体具有独特的光子调控特性，被誉为光学半导体，在微光学器件、显示、.隐身材料、传感、光纤通讯等领域有着巨大的应用潜力。光子晶体研究的核心内容之一是光.子能带结构的调整。类似于半导体中采用超晶格结构实现对其电子能带结构的调控，在光子.晶体中也可以构筑超晶格结构，对其光子能带结构进行调控，赋予其更丰富的光学性能，满.足实际应用的需要。本项目以胶体自组装技术为基础，制备结构精细可调的（2+1）维光子晶体超晶格，通过对结构的微细调控实现对光子晶体超晶格能带结构和光学性能的调控。项目围绕（2+1）维光子晶体超晶格的制备、光子能带结构及光传输特性展开理论和实验研究，预期将为设计基于光子晶体超晶格的新型光子器件提供理论依据，为探索这类材料的新的应用奠定基础。

光子晶体具有独特的光子调控特性，被誉为光学半导体，在微光学器件、显示、隐身材料、传感、光纤通讯等领域有着巨大的应用潜力。光子晶体研究的核心内容之一是光子能带结构的调整。类似于半导体中采用超晶格结构实现对其电子能带结构的调控，在光子晶体中也可以构筑超晶格结构，对其光子能带结构进行调控，赋予其更丰富的光学性能，满足实际应用的需求。（2+1）维光子晶体超晶格与单一组元的光子晶体及传统的三维光子晶体超晶格相比，具有奇特的光学性能，如光学偏振特性增强、光子带隙增强和展宽等。本项目将胶体化学自组装技术与胶体晶体薄膜转移技术结合，解决了高质量（2+1）维光子晶体超晶格的制备难题。通过对胶体晶体薄膜厚度、薄膜堆叠顺序、排列周期等参数的调节，实现了对胶体（2+1）维光子晶体超晶格结构的精细调控，进而实现对其能带结构和光学性能的调控。进一步对超晶格的禁带位置进行精密调控使其与LED的发光波长相匹配，并把其应用于LED作为背反射镜。与传统LED相比，带有（2+1）维光子晶体超晶格背反射镜的LED的出光效率提高了近97%，电致发光强度提高了近130%，在一定程度上解决了LED出光效率不高的问题。项目研究成果为设计基于光子晶体超晶格的新型光子器件提供了理论和实验依据，为探索这类材料的新的应用奠定了基础。