光子晶体是一种介电常数在空间呈周期性变化的新型非线性光学材料。以单分散SiO<,2>微球为基元自组装是近年来实现带隙在近红外可见光波段三维光子晶体的有效方法之一。论文重点研究了单分散SiO<,2>微球的制备、Opal模板的组装与ZnS-Opal、反Opal结构ZnS光子晶体的合成及其光学性能。 采用改进的Stober方法成功制备了符合光子晶体组装要求的单分散SiO<,2>微球(150-1000nm)，运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、孔径和比表面分析(BET)、激光粒度分布(LGD)等分析测试手段对微球粒径、分散性、球形度等进行了表征分析。研究了TEOS添加方式对SiO<,2>微球形貌的影响；讨论了微球的粒径分布、粒径大小、球形度与单分散性等球体关键评价参数与反应温度、溶剂种类、反应物摩尔浓度等单因素之间的关系；分析了TEOS水解、缩聚形成SiO<,2>微球的过程及微球生长机理；获得了连续滴定法制备单分散SiO<,2>微球的最佳工艺参数：25-45℃恒温水浴(或室温)，乙醇为溶剂，[NH<,3>]/[H<,2>O]<0.1，pH值为11.5-13.5，5<[H<,2>O]<20(远离临界浓度)，磁力搅拌反应时间6-8h。 研究了单分散SiO<,2>微球在重力水平沉降、垂直沉降、离心沉降作用下组装Opal结构胶体模板，讨论了沉降介质、组装温度等参数对模板形貌、结构的影响，并对模板进行了表征与热处理分析。实验表明，当微球组装温度为30-40℃时，能获得高度有序的三维密堆积结构opal模板。光子带隙的中心波长与组装Opal模板的SiO<,2>微球粒径、组装层数以及热处理温度有关：微球粒径增大，带隙向长波方向移动，产生红移现象；模板厚度增加，带隙深度随之增加；煅烧温度升高，带隙产生蓝移并且带隙变深、变窄。 比较研究了化学浴和溶剂热法充填ZnS纳米晶体工艺，获得了ZnS-Opal复合系统和反Opal结构ZnS光子晶体。通过循环重复填充可以适当提高.ZnS客体的填充率；增加充填次数，ZnS-Opal系统的透光率降低、带隙变宽、Bragg衍射峰产生红移。UV-Vis等分析表明，相同粒径的SiO<,2>微球组装的Opal模板、ZnS-Opal复合系统以及反Opal结构ZnS光子晶体均表现出良好的光子带隙特性，反Opal结构ZnS光子晶体带隙位置相比于前两者发生蓝移。 论文还对基于Opal结构的ZnS等半导体基光子晶体以及反Opal结构的ZnS等半导体基光子晶体等领域的研究进行了展望。