光子晶体是一类有着良好应用前景的光子信息功能材料,化学法是实现可见光波段的光子晶体的有效途径之一。本课题制备出了二氧化钛空心微球非密堆积FCC结构的新型光子晶体,为开发具有良好带隙特性的光子晶体做出了贡献。首先采用St?ber法制备了单分散SiO₂微球。分别选用无水乙醇和水作溶剂,采用经过改进的垂直沉积法组装出了SiO₂微球胶体光子晶体。无水乙醇作溶剂时,适宜的胶粒悬浮液浓度为1.0%。制备的胶体光子晶体,其结构为FCC型密堆积排布,其带隙为非完全带隙。在制备的胶体晶体中存在的缺陷有:点缺陷、线缺陷、堆垛位错及台阶位错等。利用Bragg公式对SiO₂微球胶体光子晶体带隙位置进行计算,计算结果与光谱测试结果都表明[111]方向的带隙中心波长随球径的增加向长波方向移动。以SiO₂微球胶体晶体为模板,制备了SiO₂微球非密堆积FCC结构光子晶体。系统的研究了煅烧温度、HF酸浓度及刻蚀时间对晶体制备的影响。研究了SiO₂微球非密堆积FCC结构光子晶体的带隙特性。以SiO₂微球非密堆积FCC结构光子晶体为二次模板,结合溶胶-凝胶技术及湿法刻蚀技术,制备出TiO₂空心微球非密堆积FCC结构的光子晶体。在此晶体中,处于晶格格点位置上的每一个TiO₂空心微球都通过圆柱管与其最近邻的12个空心球相连通。光学测试及能带计算都表明,TiO₂空心微球非密堆积FCC结构的光子晶体具有优越的光子带隙特性,可以开通第八、九能带间的三维准完全光子带隙。详细讨论了在晶体制备过程中溶胶配比、浸渗时间、浸渗次数及烧结温度对晶体质量的影响。