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特殊结构纳米材料的因为其结构可控,从而可以表现出许多独特的物理和化学性质,在众多科学研究领域都具有广泛的应用潜力。因此,近年来该方向吸引了大批科研工作者,成为发展最快的热门研究方向之一。其中,二氧化硅微球因其易于制备、性质稳定、生物融合性好等优点,在纳米科学的研究领域占据了重要地位。本文主要针对二氧化硅微球和基于二氧化硅微球的复合金属纳米核壳结构以及人工光子晶体进行制备和光学性质的研究。本论文研究内容的实验基础是制备单分散性好、粒径分布窄、球形度高的二氧化硅微球颗粒。本论文在传统的St（o|¨）ber方法的基础上,开发了—种分步合成SiO2微球的方法。即首先利用传统方法制得粒径尺寸较小的二氧化硅微球种子,然后在该种子颗粒上通过控制加入反应物的比例,使颗粒生长成为所需尺寸。这种方法制备的小球粒径尺寸在200nm到500nm的范围内可调,分步实验完成尺寸即可定型,无需其他处理。金属纳米颗粒和纳米结构因为表面等离子体共振效应具有非常特殊的光学性质,在多个科学领域具有极大的发展潜力和应用前景。本论文提出了一种简便易用的分步方法来制备金颗粒覆盖在二氧化硅微球表面的Au@SiO2纳米核壳结构复合颗粒。在使用氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）对二氧化硅微球表面进行功能化改性之后,即可利用氨基基团和金离子之间的相互作用将金离子连接到二氧化硅微球表面形成用于后续实验的金颗粒种子。然后通过对金颗粒种子进行重复的包覆实验,即可以获得表面带有完整的、连续的金壳的复合纳米核壳结构颗粒。蛋白石是具有光子带隙的天然材料,人们模仿它的结构通过分子自组装的方法构造光子晶体。本论文研究了使用二氧化硅微球的限制自组装制作光子晶体的方法,并对样本进行了光谱测量及理论分析。通过电镀技术将银纳米颗粒接入人工蛋白石晶体。每个电镀-清洗-干燥周期过程后得到的合成样品的光学微观图片和相应的光学性质都将被测量。样品的透射光谱和反射光谱都产生了红移现象。结合SEM图片,可以看到银纳米颗粒被直接沉积到蛋白石结构中的二氧化硅微球表面。银/二氧化硅复合蛋白石薄膜提供了一个简单的方法来调节蛋白石的光学性质——控制二氧化硅蛋白石中的银纳米颗粒数量。