Abstract

Experimental results demonstrate that the band gap of colloidal suspension crystal changes with both the thickness of crystal and the dispersity of micro-spheres. As the thickness decreases, a red shift of band gap is observed, and there is a maximum of red shift. The values of the maximum red shifts are dependent on the standard deviations of micro-spheres. The experimental results are consistent with theoretical calculation. As the colloidal suspension crystal is assembled from micro-spheres with a standard deviation of 8.4% in a thick cell, an incident angles independent broadband is observed, which is explained as an amorphous structure. Two amorphous models are discussed.

© 2005 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).
  2. S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).
  3. E. Yablonovitch and T. J. Gmitter, Phys. Rev. Lett. 63, 1950 (1989).
  4. K. M. Leung and Y. F. Liu, Phys. Rev. Lett. 65, 2646 (1990).
  5. I. I. Tarhan and G. H. Watson, Phys. Rev. Lett. 76, 315 (1996).
  6. D. B. Mei, H. G. Liu, B. Y. Cheng, Z. L. Li, and D. Z. Zhang, Phys. Rev. B 58, 35 (1998).
  7. W. L. Vos, R. Sprik, A. van Blaaderen, A. Imhof, A. Lagendijk, and G. H. Wegdam, Phys. Rev. B 53, 16231 (1996).
  8. W. Wang, B. H. Gu, L. Y. Liang, and W. Hamilton, J. Phys. Chem. B 107, 3400 (2003).
  9. T. Kanai, T. Sawada, and K. Kitamura, Langmuir 19, 1984 (2003).
  10. Y. J. He, H. M. Su, X. Wang, H. Z. Wang, F. Q. Tang, and P. Dong, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 22, 222 (2001).
  11. J. F. Bertone, P. Jiang, K. S. Hwang, D. M. Mittleman, and V. L. Colvin, Phys. Rev. Lett. 83, 300 (1999).
  12. T. Yoshiyama, I. Sogami, and N. Ise, Phys. Rev. Lett. 53, 2153 (1984).
  13. W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, and B. P. Flannery, Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing. (2nd edition) (Cambridge University Press, Cambridge, 1992) pp. 412-420.
  14. J. Tauc, Amorphous and Liquid Semiconductors (Plenum Press, London and New York, 1974) pp. 45-97.
  15. K. M. Ho, C. T. Chan, and C. M. Soukoulis, Phys. Rev. Lett. 65, 3152 (1990).
  16. C. M. Anderson and K. P. Giapis, Phys. Rev. Lett. 77, 2949 (1996).
  17. P. R. Villeneuve and M. Piche, Phys. Rev. B 46, 4969 (1992).
  18. C. M. Anderson and K. P. Giapis, Phys. Rev. B 56, 7313 (1997).
  19. Y. S. Chan, C. T. Chan, and Z. Y. Liu, Phys. Rev. Lett. 80, 956 (1998).

2003 (2)

W. Wang, B. H. Gu, L. Y. Liang, and W. Hamilton, J. Phys. Chem. B 107, 3400 (2003).

T. Kanai, T. Sawada, and K. Kitamura, Langmuir 19, 1984 (2003).

2001 (1)

Y. J. He, H. M. Su, X. Wang, H. Z. Wang, F. Q. Tang, and P. Dong, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 22, 222 (2001).

1999 (1)

J. F. Bertone, P. Jiang, K. S. Hwang, D. M. Mittleman, and V. L. Colvin, Phys. Rev. Lett. 83, 300 (1999).

1998 (2)

D. B. Mei, H. G. Liu, B. Y. Cheng, Z. L. Li, and D. Z. Zhang, Phys. Rev. B 58, 35 (1998).

Y. S. Chan, C. T. Chan, and Z. Y. Liu, Phys. Rev. Lett. 80, 956 (1998).

1997 (1)

C. M. Anderson and K. P. Giapis, Phys. Rev. B 56, 7313 (1997).

1996 (3)

C. M. Anderson and K. P. Giapis, Phys. Rev. Lett. 77, 2949 (1996).

W. L. Vos, R. Sprik, A. van Blaaderen, A. Imhof, A. Lagendijk, and G. H. Wegdam, Phys. Rev. B 53, 16231 (1996).

I. I. Tarhan and G. H. Watson, Phys. Rev. Lett. 76, 315 (1996).

1992 (1)

P. R. Villeneuve and M. Piche, Phys. Rev. B 46, 4969 (1992).

1990 (2)

K. M. Ho, C. T. Chan, and C. M. Soukoulis, Phys. Rev. Lett. 65, 3152 (1990).

K. M. Leung and Y. F. Liu, Phys. Rev. Lett. 65, 2646 (1990).

1989 (1)

E. Yablonovitch and T. J. Gmitter, Phys. Rev. Lett. 63, 1950 (1989).

1987 (2)

E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).

S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).

1984 (1)

T. Yoshiyama, I. Sogami, and N. Ise, Phys. Rev. Lett. 53, 2153 (1984).

Anderson, C. M.

C. M. Anderson and K. P. Giapis, Phys. Rev. B 56, 7313 (1997).

C. M. Anderson and K. P. Giapis, Phys. Rev. Lett. 77, 2949 (1996).

Bertone, J. F.

J. F. Bertone, P. Jiang, K. S. Hwang, D. M. Mittleman, and V. L. Colvin, Phys. Rev. Lett. 83, 300 (1999).

Blaaderen, A. van

W. L. Vos, R. Sprik, A. van Blaaderen, A. Imhof, A. Lagendijk, and G. H. Wegdam, Phys. Rev. B 53, 16231 (1996).

Chan, C. T.

Y. S. Chan, C. T. Chan, and Z. Y. Liu, Phys. Rev. Lett. 80, 956 (1998).

K. M. Ho, C. T. Chan, and C. M. Soukoulis, Phys. Rev. Lett. 65, 3152 (1990).

Chan, Y. S.

Y. S. Chan, C. T. Chan, and Z. Y. Liu, Phys. Rev. Lett. 80, 956 (1998).

Cheng, B. Y.

D. B. Mei, H. G. Liu, B. Y. Cheng, Z. L. Li, and D. Z. Zhang, Phys. Rev. B 58, 35 (1998).

Colvin, V. L.

J. F. Bertone, P. Jiang, K. S. Hwang, D. M. Mittleman, and V. L. Colvin, Phys. Rev. Lett. 83, 300 (1999).

Dong, P.

Y. J. He, H. M. Su, X. Wang, H. Z. Wang, F. Q. Tang, and P. Dong, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 22, 222 (2001).

Giapis, K. P.

C. M. Anderson and K. P. Giapis, Phys. Rev. B 56, 7313 (1997).

C. M. Anderson and K. P. Giapis, Phys. Rev. Lett. 77, 2949 (1996).

Gmitter, T. J.

E. Yablonovitch and T. J. Gmitter, Phys. Rev. Lett. 63, 1950 (1989).

Gu, B. H.

W. Wang, B. H. Gu, L. Y. Liang, and W. Hamilton, J. Phys. Chem. B 107, 3400 (2003).

Hamilton, W.

W. Wang, B. H. Gu, L. Y. Liang, and W. Hamilton, J. Phys. Chem. B 107, 3400 (2003).

He, Y. J.

Y. J. He, H. M. Su, X. Wang, H. Z. Wang, F. Q. Tang, and P. Dong, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 22, 222 (2001).

Ho, K. M.

K. M. Ho, C. T. Chan, and C. M. Soukoulis, Phys. Rev. Lett. 65, 3152 (1990).

Hwang, K. S.

J. F. Bertone, P. Jiang, K. S. Hwang, D. M. Mittleman, and V. L. Colvin, Phys. Rev. Lett. 83, 300 (1999).

Imhof, A.

W. L. Vos, R. Sprik, A. van Blaaderen, A. Imhof, A. Lagendijk, and G. H. Wegdam, Phys. Rev. B 53, 16231 (1996).

Ise, N.

T. Yoshiyama, I. Sogami, and N. Ise, Phys. Rev. Lett. 53, 2153 (1984).

Jiang, P.

J. F. Bertone, P. Jiang, K. S. Hwang, D. M. Mittleman, and V. L. Colvin, Phys. Rev. Lett. 83, 300 (1999).

John, S.

S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).

Kanai, T.

T. Kanai, T. Sawada, and K. Kitamura, Langmuir 19, 1984 (2003).

Kitamura, K.

T. Kanai, T. Sawada, and K. Kitamura, Langmuir 19, 1984 (2003).

Lagendijk, A.

W. L. Vos, R. Sprik, A. van Blaaderen, A. Imhof, A. Lagendijk, and G. H. Wegdam, Phys. Rev. B 53, 16231 (1996).

Leung, K. M.

K. M. Leung and Y. F. Liu, Phys. Rev. Lett. 65, 2646 (1990).

Li, Z. L.

D. B. Mei, H. G. Liu, B. Y. Cheng, Z. L. Li, and D. Z. Zhang, Phys. Rev. B 58, 35 (1998).

Liang, L. Y.

W. Wang, B. H. Gu, L. Y. Liang, and W. Hamilton, J. Phys. Chem. B 107, 3400 (2003).

Liu, H. G.

D. B. Mei, H. G. Liu, B. Y. Cheng, Z. L. Li, and D. Z. Zhang, Phys. Rev. B 58, 35 (1998).

Liu, Y. F.

K. M. Leung and Y. F. Liu, Phys. Rev. Lett. 65, 2646 (1990).

Liu, Z. Y.

Y. S. Chan, C. T. Chan, and Z. Y. Liu, Phys. Rev. Lett. 80, 956 (1998).

Mei, D. B.

D. B. Mei, H. G. Liu, B. Y. Cheng, Z. L. Li, and D. Z. Zhang, Phys. Rev. B 58, 35 (1998).

Mittleman, D. M.

J. F. Bertone, P. Jiang, K. S. Hwang, D. M. Mittleman, and V. L. Colvin, Phys. Rev. Lett. 83, 300 (1999).

Piche, M.

P. R. Villeneuve and M. Piche, Phys. Rev. B 46, 4969 (1992).

Sawada, T.

T. Kanai, T. Sawada, and K. Kitamura, Langmuir 19, 1984 (2003).

Sogami, I.

T. Yoshiyama, I. Sogami, and N. Ise, Phys. Rev. Lett. 53, 2153 (1984).

Soukoulis, C. M.

K. M. Ho, C. T. Chan, and C. M. Soukoulis, Phys. Rev. Lett. 65, 3152 (1990).

Sprik, R.

W. L. Vos, R. Sprik, A. van Blaaderen, A. Imhof, A. Lagendijk, and G. H. Wegdam, Phys. Rev. B 53, 16231 (1996).

Su, H. M.

Y. J. He, H. M. Su, X. Wang, H. Z. Wang, F. Q. Tang, and P. Dong, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 22, 222 (2001).

Tang, F. Q.

Y. J. He, H. M. Su, X. Wang, H. Z. Wang, F. Q. Tang, and P. Dong, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 22, 222 (2001).

Tarhan, I. I.

I. I. Tarhan and G. H. Watson, Phys. Rev. Lett. 76, 315 (1996).

Villeneuve, P. R.

P. R. Villeneuve and M. Piche, Phys. Rev. B 46, 4969 (1992).

Vos, W. L.

W. L. Vos, R. Sprik, A. van Blaaderen, A. Imhof, A. Lagendijk, and G. H. Wegdam, Phys. Rev. B 53, 16231 (1996).

Wang, H. Z.

Y. J. He, H. M. Su, X. Wang, H. Z. Wang, F. Q. Tang, and P. Dong, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 22, 222 (2001).

Wang, W.

W. Wang, B. H. Gu, L. Y. Liang, and W. Hamilton, J. Phys. Chem. B 107, 3400 (2003).

Wang, X.

Y. J. He, H. M. Su, X. Wang, H. Z. Wang, F. Q. Tang, and P. Dong, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 22, 222 (2001).

Watson, G. H.

I. I. Tarhan and G. H. Watson, Phys. Rev. Lett. 76, 315 (1996).

Wegdam, G. H.

W. L. Vos, R. Sprik, A. van Blaaderen, A. Imhof, A. Lagendijk, and G. H. Wegdam, Phys. Rev. B 53, 16231 (1996).

Yablonovitch, E.

E. Yablonovitch and T. J. Gmitter, Phys. Rev. Lett. 63, 1950 (1989).

E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).

Yoshiyama, T.

T. Yoshiyama, I. Sogami, and N. Ise, Phys. Rev. Lett. 53, 2153 (1984).

Zhang, D. Z.

D. B. Mei, H. G. Liu, B. Y. Cheng, Z. L. Li, and D. Z. Zhang, Phys. Rev. B 58, 35 (1998).

Acta Opt. Sin. (in Chinese) (1)

Y. J. He, H. M. Su, X. Wang, H. Z. Wang, F. Q. Tang, and P. Dong, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 22, 222 (2001).

J. Phys. Chem. B (1)

W. Wang, B. H. Gu, L. Y. Liang, and W. Hamilton, J. Phys. Chem. B 107, 3400 (2003).

Langmuir (1)

T. Kanai, T. Sawada, and K. Kitamura, Langmuir 19, 1984 (2003).

Phys. Rev. B (4)

D. B. Mei, H. G. Liu, B. Y. Cheng, Z. L. Li, and D. Z. Zhang, Phys. Rev. B 58, 35 (1998).

W. L. Vos, R. Sprik, A. van Blaaderen, A. Imhof, A. Lagendijk, and G. H. Wegdam, Phys. Rev. B 53, 16231 (1996).

P. R. Villeneuve and M. Piche, Phys. Rev. B 46, 4969 (1992).

C. M. Anderson and K. P. Giapis, Phys. Rev. B 56, 7313 (1997).

Phys. Rev. Lett. (10)

Y. S. Chan, C. T. Chan, and Z. Y. Liu, Phys. Rev. Lett. 80, 956 (1998).

K. M. Ho, C. T. Chan, and C. M. Soukoulis, Phys. Rev. Lett. 65, 3152 (1990).

C. M. Anderson and K. P. Giapis, Phys. Rev. Lett. 77, 2949 (1996).

J. F. Bertone, P. Jiang, K. S. Hwang, D. M. Mittleman, and V. L. Colvin, Phys. Rev. Lett. 83, 300 (1999).

T. Yoshiyama, I. Sogami, and N. Ise, Phys. Rev. Lett. 53, 2153 (1984).

E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).

S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).

E. Yablonovitch and T. J. Gmitter, Phys. Rev. Lett. 63, 1950 (1989).

K. M. Leung and Y. F. Liu, Phys. Rev. Lett. 65, 2646 (1990).

I. I. Tarhan and G. H. Watson, Phys. Rev. Lett. 76, 315 (1996).

Other (2)

W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, and B. P. Flannery, Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing. (2nd edition) (Cambridge University Press, Cambridge, 1992) pp. 412-420.

J. Tauc, Amorphous and Liquid Semiconductors (Plenum Press, London and New York, 1974) pp. 45-97.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.