为什么一个颗粒会有两个各自产生颜色的共振
介电颗粒能像钟保存声音那样保存光。在特定波长下，光在颗粒内部循环并累积增强，而不是直接穿过，颗粒会强烈散射该波长。这种累积增强的最低阶模式是电偶极共振，其内部场与入射光的电场同步振荡；另一个模式是磁偶极共振，出现在不同的波长[5]。
由于两个共振峰值位于不同波长，单个颗粒可以同时在两个颜色波段强烈散射。你看到的整体颜色是两者共同作用的结果，这就是为什么分别控制这两个模式是控制颜色而不只是控制亮度的途径。硅纳米球正是如此：在可见光范围内具有光谱上很窄的电偶极和磁偶极共振，产生鲜艳的结构色[1]。
尺寸和介电常数如何移动共振
共振波长随颗粒尺寸以及材料在颗粒内部聚集光的能力而变化，后者由介电常数决定。颗粒越大，或材料介电常数越高，共振就越向长波长方向移动。这是实用的调节手段：相同几何形状换一种材料，或相同材料换一个直径，就会得到不同的颜色。在硅纳米颗粒中，正是介电常数使得强烈的米氏共振得以出现[4]。
同样的尺寸依赖性也出现在其他介电体系中。在由过渡金属硫族化合物构建的纳米结构中，颜色光谱来自米氏共振，其模式取决于结构的尺寸[5]。这使得尺寸成为跨材料通用的颜色设计参数，而不是硅特有的现象。
选择让哪个共振主导颜色
知道共振位于哪里，并不等于能控制你看到的是哪一个。一个将稀疏排列的硅纳米球置于法布里–珀罗型间隔层和反射镜之上的平台，能选择性激发磁偶极和电偶极共振，这种选择性激发可调节涂层的宏观颜色[2]。换句话说，基底可以决定两个模式中哪一个更突出，从而决定哪种颜色到达眼睛。
这一点很重要，因为它区分了两个容易混淆的问题：一个颗粒能产生什么颜色，以及一个涂层实际显示什么颜色。颗粒的尺寸和介电常数决定了可用的共振；周围结构决定了这些共振如何被激发和组合[2]。因此，涂层可以在不改变颗粒本身的情况下进行调节。
这在实际涂层中能带来什么
好处在于颜色不依赖颜料。介电纳米颗粒单层可以为三维物体涂上光泽表面，同时避免结构色通常伴随的彩虹般闪烁（即虹彩），而米氏共振正是产生颜色并帮助控制光泽的原因[1]。由于颜色来自共振而非吸收，这也是获得抗褪色颜色的途径。
共振还可以在事后被切换。经光学操控的硅纳米颗粒散射的光，其颜色受米氏共振调制，从而可以动态创建和改变颜色图案[4]。这与固定涂层是不同层次的能力：同样的颗粒可以根据被寻址的方式显示不同颜色。
有一个边界值得注意。这些研究确立了电偶极和磁偶极共振产生并调节结构色，以及尺寸依赖的米氏模式塑造颜色光谱[1][2][5]。但就现有证据而言，它们并未给出将特定颗粒直径和介电常数与特定一对共振波长联系起来的定量规则。依赖的方向是清楚的；精确的对应关系仍需要设计者自行测量或模拟。
本文引用的文献
用全介电纳米颗粒单层为三维物体制备光泽且无虹彩的共形结构色涂层
介电纳米颗粒单层利用可见光范围内光谱很窄的电偶极和磁偶极米氏共振，在三维物体上产生光泽、无虹彩的结构色涂层。
通过选择性激发硅纳米球的电偶极和磁偶极米氏散射实现宏观颜色调节
将稀疏排列的硅纳米球置于法布里–珀罗型间隔层和反射镜之上的平台，通过选择性激发磁偶极和电偶极米氏共振来调节宏观结构色。
柔性全介电结构产生红色和蓝色
柔性全介电超表面可以产生红色和蓝色结构色，其颜色用米氏共振而非金属颗粒行为来描述。
利用光学操控和硅纳米颗粒散射创建颜色图案
经光学操控的硅纳米颗粒散射具有强米氏共振的光，其介电常数使得颜色图案得以创建和调制。
探索过渡金属硫族化合物纳米结构用于电可调结构色
在过渡金属硫族化合物纳米结构中，尺寸依赖的米氏模式（包括电偶极和磁偶极贡献）产生用于可调结构色的颜色光谱。