基于胆甾相液晶倾斜螺旋的宽光谱动态域光电调制

贾淑珍， 袁丛龙， 刘炳辉， 胡宏龙， 沈 冬， 郑致刚,*

(1. 华东理工大学 物理系，上海 200237;2. 华东理工大学 材料科学与工程学院，上海 200237;3. 华东理工大学 化学与分子工程学院，上海 200237)

1 引 言

动态控制材料或结构在可见光和近红外波段区域的透射和反射特性是当前光学领域最重要的研究方向之一且具有广泛应用，例如智能光电器件[1-2]、裸眼3D显示[3]、微纳平面光子学等。液晶材料是一类典型的具有刺激-响应性的光电各向异性材料，能够通过分子的自组装行为形成具备多重响应能力的一维螺旋超结构，即胆甾相液晶(Cholesteric Liquid Crystal，CLC)[4]。在CLC中，由于手性分子螺旋扭曲力，液晶指向矢在空间内呈螺旋状扭曲并与螺旋轴方向正交。CLC这种自组装螺旋周期结构宏观表现为选择性布拉格反射，即当CLC的螺距在百纳米量级时，呈现出特定的反射色。此外，通过电场[5-7]、磁场[8-9]、温度[10-11]、或者光照[12]等外场刺激可以动态调控CLC螺旋结构的性能，包括螺距、螺旋手性以及螺旋轴的方向。对胆甾相螺旋超结构的研究，尤其是对螺旋结构的调节和控制，可帮助理解超分子动态螺旋结构的相关特性并挖掘相关的科学技术应用。

外场刺激中电场调控由于处理速度快、能耗低、方便快捷等优点引起人们的普遍关注。然而，由于介电扭矩、螺旋力以及液晶弹性效应的相互竞争，难以通过电场驱动获得宽动态范围反射光谱的调制。当胆甾相螺旋结构施加平行于螺旋轴方向的电场时，螺旋结构的螺距几乎不发生变化。……