Fabrication of Colloidal Laves Phases via Hard Tetramers and Hard Spheres: Bulk Phase Diagram and Sedimentation Behavior.
Fabrication of Colloidal Laves Phases via Hard Tetramers and Hard Spheres: Bulk Phase Diagram and Sedimentation Behavior.
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通过硬四聚体和硬球制造胶体薰衣草相：散装相图和沉积行为。
DOI：
10.1021/acsnano.7b00505
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发表时间：
2017-08-22
期刊：
影响因子：
17.1
通讯作者：
Dijkstra M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Avvisati G;Dasgupta T;Dijkstra M
胶体光子晶体具有独特的光学性质，特别适合应用于不同领域。然而，目标结构的低堆积分数通常在制造阶段构成真正的挑战。在这里，我们提出了一种通过硬四聚体和硬球的二元混合物来制备胶体光子晶体的方法。通过理论和计算机模拟相结合的方法，我们计算了混合物的相图和堆积图，并证明了胶体模拟的MgCu2 Laves相可以作为光子带隙结构的先驱，在相图的大范围内是热力学稳定的相。我们的发现表明，流体和Laves相之间有一个相对较大的共存区域，这是有可能通过实验获得的。此外，我们通过识别沉积物中的几个堆积序列来确定所建议的混合物的沉积行为。我们的工作揭示了一条通往光子结构的自组装路径，该结构在可见光区具有带隙。
Colloidal photonic crystals display peculiar optical properties that make them particularly suitable for application in different fields. However, the low packing fraction of the targeted structures usually poses a real challenge in the fabrication stage. Here, we propose a route to colloidal photonic crystals via a binary mixture of hard tetramers and hard spheres. By combining theory and computer simulations, we calculate the phase diagram as well as the stacking diagram of the mixture and show that a colloidal analogue of the MgCu2 Laves phase—which can serve as a precursor of a photonic band-gap structure—is a thermodynamically stable phase in a large region of the phase diagram. Our findings show a relatively large coexistence region between the fluid and the Laves phase, which is potentially accessible by experiments. Furthermore, we determine the sedimentation behavior of the suggested mixture, by identifying several stacking sequences in the sediment. Our work uncovers a self-assembly path toward a photonic structure with a band gap in the visible region.
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