Vědci z Fyzikálního ústavu ve spolupráci s Lomonosovovou univerzitou v Moskvě připravili nové fotonické krystaly na bázi porézního křemíku se směsí fotochromních kapalných krystalů, které lze ovládat světlem. V odborném článku [1], jehož obrázek se dostal na zadní stranu listopadového vydání Advanced Optical Materials (viz. Obr. 1), ukázali, že tyto materiály mají velký potenciál ve fotonických aplikacích.
Fotonické krystaly na bázi porézního křemíku byly připraveny elektrochemickým leptáním a naplněny směsí fotochromních kapalných krystalů. Molekuly těchto kapalných krystalů se spontánně uspořádávají podél vyleptaných kanálků (viz. Obr. 1). Po expozici UV zářením (375 nm) se ukázalo, že se zakázaný pás fotonického krystalu posunul k delším vlnovým délkám o ≈10 nm. Tento jev byl objasněn izotermálním fázovým přechodem z nematické do izotropní fáze, který je doprovázený jen nepatrným nárůstem efektivního indexu lomu, zatímco původní homeotropní uspořádání molekul přechází do izotropního neuspořádaného stavu (viz. Obr. 1). Je zajímavé, že tento proces mezi uspořádaným a neuspořádaným stavem je reverzibilní po aplikaci světla o vlnové délce 428 nm a může být opakován mnohokrát. Tyto fotonické krystaly tvořené fotochromními kompozity s kapalnými krystaly jsou slibnými materiály do fotonických aplikací.
Obr. 1: Zadní obálka listopadového vydání časopisu Advanced Optical Materials ilustrující princip fotonického krystalu ovladatelného světlem: pohled do kanálků v porézním křemíku naplněných směsí fotochromních kapalných krystalů (červené a modré tyčinky), které po expozici UV světlem procházejí fázovým přechodem z uspořádaného do neuspořádaného izotropního stavu.
Reference
[1] A. Bobrovsky, S. Svyakhovskiy, A. Bogdanov, V. Shibaev, M. Cigl, V. Hamplová, and A. Bubnov, Photocontrollable Photonic Crystals Based on Porous Silicon Filled with Photochromic Liquid Crystalline Mixture, Adv. Optical Mater. 8, 2001267 (2020).