渗流光刻：利用部分润湿与干燥调控并冻结三维光子晶体中的无序

尽管具有定制无序度的复杂、层次化纳米级几何结构常见于生物系统，但极少有简单的自组装路径来制造合成类似物。我们提出两种利用基本毛细现象精细控制多孔三维光子晶体中无序度从而产生复杂层次几何结构的技术。第一种中，我们将结构暴露于部分润湿其孔隙的乙醇和水的混合物中，其中对乙醇含量的微小调整控制了部分润湿的程度。第二种中，我们用挥发性烷烃的薄膜渗透结构，并观察到液体蒸发时的一系列部分渗透模式。两种情况下，宏观对称破缺均由孔隙几何中微妙的次波长变化驱动，其引导了液体的位点选择性渗透。所得模式很好地由渗流理论描述，并对光子结构的光学性质（包括散射的波长依赖性和角度依赖性）有显著影响。将可交联树脂掺入我们的液体中，我们能够通过将填充模式在任意部分润湿程度和干燥中间阶段原位冻结，来创建具有这些性质的永久光子结构。这些技术说明了界面现象在引导和调整非周期结构自组装中的多功能性。