自组装胶体晶体中的随机性可通过颗粒形状与内部结构拓宽光子带隙
软凝聚态物质
2021-05-26 v1
摘要
利用计算机模拟，我们探究了自组装光子晶体中由热噪声诱导的随机性如何影响其光子带隙（PBGs）。我们考虑了一种二维光子晶体，其由平行排列的无限长介电硬棒阵列自组装而成，棒的横截面为圆形或方形。我们发现 PBGs 可在大范围的中间堆积密度下存在。与直觉相反，尽管任何自组装结构都固有随机性，最大的带隙并不总是出现在晶体最有序的堆积密度处。对于中间堆积密度下方形横截面的棒，我们发现自组装（即热）系统的横磁（TM）带隙可大于以完美方格点阵排列的相同棒。通过考虑空心棒，我们发现横电（TE）模式的带隙可显著增大，而 TM 模式相较于实心棒无明显改善。我们的研究表明，尽管热噪声带来位置与取向随机性，仍可利用颗粒形状与内部结构来调控自组装系统的 PBG。
引用
@article{arxiv.2010.04983,
title = {Randomness in self-assembled colloidal crystals can widen photonic band gaps through particle shape and internal structure},
author = {Duanduan Wan and Sharon C. Glotzer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.04983},
year = {2021}
}
备注
5 pages, 5 figures