自组装是一种很好的利用微纳米粒子构建有序微结构的方法,随着纳米技术的发展而出现并越来越受到人们的重视。胶体自组装获取有序结构的方法不依靠人力就可以完成,方法简便、制造结构多样、重复性好,已经在物理、化学、生物、材料、医药等领域得到了广泛的应用。主要的自组装方法包括模板法、无模板法、外场定向法和其他物理方法等。其中,PS胶体在平面基片上蒸发溶剂法自组装因其简单的操作方法而应用最为广泛。已知的影响蒸发溶剂法自组装结果的因素主要是溶剂的蒸发速度、组装环境的温度和PS溶液的浓度,溶剂蒸发法自组装对组装环境温度变化、溶液浓度、环境湿度敏感,组装得到的晶体薄膜的质量直接由这些因素决定,因此很难控制晶体薄膜的厚度和结晶有序度,所以非常有必要对这些因素对胶体晶体生长的影响规律进行研究。本论文首先研究了对PS胶体自组装环境的温度控制,然后研究了密封方式、环境温度、溶液浓度对胶体晶体周期性常数和完整性的影响规律,主要工作内容和取得的成果归纳如下:1、完成了基于FPGA和SHT20的温度测控系统设计:首先,采用自顶向下的方案设计了系统框架;然后进行PID控制器和测控系统其他各个模块的设计和仿真验证;最后经过工程的方法整定了PID参数,使控制精度达到0.1℃。2、推导了光子带隙中心波长值与胶体晶体中PS微球填充率、PS微球粒径之间的关系公式。利用设计的温度测控系统,采用平面基片蒸发溶剂法在不密封、密封、有水密封三种环境密封方式下进行自组装获得PS胶体晶体薄膜。利用扫描电镜获取胶体晶体的表面影像,利用紫外-可见光谱仪对光学性能进行分析和研究。分析不同密封条件下PS胶粒在自组装过程中的行为机理,得出密封条件造成的溶剂蒸发速度变化对组装所得胶体晶体结构形貌和光学性能的影响规律。3、在组装效果最好的带水密封环境中,进行不同温度条件下不同浓度的PS溶液在平面基片蒸发溶剂法自组装实验。分别分析组装温度、PS溶液浓度两个因素对胶粒在组装过程中的行为机理的影响,探究对胶体晶体形貌、结构特征,光子晶体周期性常数、填充率以及完整性的影响规律。