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  電響應光子晶體（ERPCs）能夠根據電場調整其結構顏色，是有前途的下一代智能光學材料。然而，傳統的ERPCs的色彩飽和度和穩定性較差，極大地限制了它們的實際應用。為了解決上述問題，廣東工業大學楊東朋副教授與國科大杭州高等研究院黃少銘教授報道了一種新型ZnS-silica/DEG ERPC光子晶體，將具有高折射率的ZnS-silica核殼粒子直接非緊密組裝到具有低介電常數的二乙二醇(DEG)。與傳統的ERPCs相比，制備的 ERPCs 具有：1)明亮的結構顏色和寬光子帶隙；2)在電壓下良好的穩定性，至少提高了兩個數量級。這項工作為設計和制造先進的ERPCs提供了新的見解，并將促進其在低功耗顯示、防偽和光學器件中的實際應用。

  該ERPCs的上述性能可歸因于大折射率對比度、溶劑化排斥力和低介電常數。ZnS-silica顆粒和DEG之間的大折射率對比度賦予了新型ERPCs高反射率、寬光子帶隙和高色彩飽和度的優點；ZnS-Silica顆粒之間的眾多氫鍵所導致的強烈排斥和DEG的低介電常數增強了顆粒之間的靜電排斥，兩個因素相結合賦予了新型ERPCs優異的電壓穩定性(> 400分鐘)，遠大于傳統ERPCs (5-40分鐘)。

圖2: ZnS-silica/DEG ERPC的制備和表征

圖5: ZnS-silica/DEG ERPC良好的穩定性

  綜上所述，基于折射率對比度(Δn)和增強的靜電排斥和額外的溶劑化排斥力，報道了一種具有高色彩飽和度和良好穩定性的新型電響應光子晶體(ERPC)。通過合成尺寸均勻的ZnS-silica核殼顆粒，然后將這些ZnS-silica核殼顆粒與溶劑DEG通過蒸發濃縮的方法來制備出ZnS-silica/DEG ERPC。ZnS-silica/DEG ERPC具有三個明顯的有點：1)高反射率、寬光子帶隙和高色彩飽和度，歸因于ZnS-silica顆粒和DEG之間的大折射率對比度；2)在不同電壓下的鮮艷色彩，比傳統ERPCs的色彩飽和度高；3)在高電壓下的穩定性非常優秀(> 400分鐘)，遠好于常規ERPCs的穩定性(5-40分鐘)。良好的穩定性可以歸因于溶劑化排斥力和低介電常數，溶劑化排斥力是由于ZnS-Silica顆粒之間的眾多氫鍵所導致的強烈排斥，而DEG的低介電常數增強了顆粒之間的靜電排斥，兩者結合造就了ZnS-silica/DEG ERPC優異的電壓穩定性。這些研究將促進ERPCs在節能顯示、綠色印刷和信息加密等中的實際應用。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2025.02.137