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第 36 卷第 5 期 精 细 化 工 Vol.36, No.5
201 9 年 5 月 FINE CHEMICALS May 2019

综论
基于聚合物的一维光子晶体研究进展

*
寇玉胜，马 威 ，张淑芬
（大连理工大学 精细化工国家重点实验室，辽宁 大连 116024）

摘要：从一维光子晶体组装材料角度出发，总结分析了基于聚合物的有机/有机型和有机/无机杂化型一维光子晶
体的结构特点、组装原理和方法、性能及应用。在有机/有机型一维光子晶体中，主要介绍了含有不同亲疏水链
段的嵌段共聚物和含有可聚合双键的表面活性剂自组装形成的一维光子晶体。在有机/无机杂化型一维光子晶体
中，既论述了基于聚合物、无机材料直接交替组装形成的多层膜，也讨论了基于两种无机材料组装，然后再填
充柔性聚合物的一维光子晶体。通过对以上两类光子晶体材料的总结分析可知，基于聚合物材料制备的一维光
子晶体可以实现多种功能，在柔性传感器、柔性光电器件、光子晶体纸、电子皮肤、3D 打印等方面具有良好的
应用前景。但目前基于聚合物的一维光子晶体存在组装均匀性有待提高、组装面积较小等问题，如何大规模制
备均匀的功能性一维光子晶体是重要的研究方向，也是影响其实际应用的关键。
关键词：一维光子晶体；聚合物材料；光学性能
中图分类号：O734+.2 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 05-0796-12

Research Progress of One-dimensional Photonic Crystals Based on Polymers

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KOU Yu-sheng, MA Wei , ZHANG Shu-fen
（State Key Laboratory of Fine Chemicals, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China）

Abstract: Based on the fabrication materials, this paper summarized and analyzed the structure characteristics,
assembly principle and method, properties and applications of polymer-based organic/organic and organic/
inorganic hybrid one-dimensional photonic crystals (1DPCs). For organic/organic 1DPCs, studies on the
self-assembly of block copolymers with different hydrophilic and hydrophobic chain segments and the
introduction of polymerizable surfactant bilayer into cross-linked polymer gel network for the preparation
of one-dimensional photonic crystals are introduced. For organic/inorganic hybrid 1DPCs, both multilayer
films formed by direct assembly of polymer and inorganic materials, and 1DPCs assembled with inorganic
materials and then filled with flexible polymers are discussed. It can be found that 1DPCs based on polymer
materials can achieve a variety of functions, and have good application prospects in flexible sensors, flexible
photoelectric devices, photonic crystal paper, electronic skin, 3D printing and so on. However, the current
researches on 1DPCs are limited to small-scale assemblies and the uniformity needs to be improved. So, the
large-scale fabrication of uniform functional 1DPCs is an important research direction and the key to their
practical applications.
Key words: one-dimensional photonic crystal; polymer material; optical property
Foundation item: National Natural Science Foundation of China (21878040, 21376042, 21536002, 21421005)

1 一维光子晶体 象和如何抑制自发辐射时提出了光子晶体的概念 [2-3] 。
光子晶体被视为电子晶体在光学领域内的对应物,
光子晶体是一类介电常数在空间上呈周期性分 当介电常数（或折射率）不同的材料在空间上周期
[1]
布的具有光子禁带的材料 。早在 1987 年，John 和 性排列，在其中传播的光波的色散曲线将呈带状分
Yablonovitch 两人分别在研究介质中的光子局域现 布，当排列的周期与光波长处于同一量级且材料折

收稿日期：2018-11-12; 定用日期：2019-01-19; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180836
基金项目：国家自然科学基金（21878040, 21376042, 21536002, 21421005）
作者简介：寇玉胜（1993—），男，硕士生。联系人：马 威（1977—），女，副教授，E-mail：weima@dlut.edu.cn。