光子晶体是一种介电常数周期性变化排列的微结构材料，由于光子晶体具有独特的控制和调节光子运动的功能，它将在光电子学领域具有广阔的应用前景。本论文主要研究了SiO2球、ZnO球、Eu3+：ZnO球、Eu3+：SiO2球及SiO2/ZnO核壳结构的制备、自组装及它们的性质。获得主要研究成果如下： 1.基于光子晶体对结构基元的苛刻要求，利用Stober方法和改进的Stober方法分别制备了粒径涵盖100-300nm、粒径标准偏差小于5％的单分散SiO2球。以透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)为表征手段，分别研究了反应时间、反应温度、反应组分和滴加速率对SiO2球的形貌和粒径的影响。 2.在不影响SiO2光子晶体质量的前提下，选取蒸发速度较快的丙酮作为分散剂，缩短了垂直沉积法制备SiO2光子晶体的周期。SiO2光子晶体[111]方向的光子带隙涵盖可见光波段，具有不完全带隙性质。通过基元粒径的选择可以实现光子带隙的位置从紫光-红光的调制，同时简单的退火处理亦可实现光子带隙的小范围调制。 3.利用湿化学方法制备出了ZnO亚微米球，并对其结构、形貌和光致发光性质作了详细研究。结构测试表明ZnO为典型的纤锌矿结构。ZnO自由激子发射出现在390nm(3.18 eV)，同时在可见光域出现了525nm(绿光)、611nm(橙光)、686nm和725nm(红光)发射峰。不同退火气氛中的样品研究表明：绿光发射是由于氧空位引起的，而可见光区域的其它发光主要是因为纳米材料表面存在大量的表面态引起的。 4.首次将发光中心Eu3+成功引入到ZnO球中，为光子探针研究光子带隙性质奠定基础。在Eu3+：ZnO样品中，除了由于ZnO中缺陷引起的发光外，还存在着Eu3+的5D0-7F2(617nm)能级跃迁发射，说明在Eu3+和ZnO之间存在着能量传输。随着Eu3+含量的增加，ZnO缺陷态的发光和Eu3+的发光都在增强，同时在5％Eu3+：ZnO样品中出现Eu3+新的发射峰(5D1-7F2,558nm)，这说明了Eu3+含量的增加，一方面提高了Eu3+和ZnO之间能量传输的效率，另一方面也使得ZnO结构中的缺陷增多。另外，EU3+高能区的发射对激发光的能量非常敏感。最后结合实验，我们给出了Eu3+能级的相对位置以及ZnO与Eu3+之间的能量传输的示意图。 5.以乙酸作催化剂，实现了Eu3+·SiO2球的制备。形貌测试表明，我们制备的Eu3+·SiO2球具有规则的形状和非常光滑的表面，明显优于文献报道的结果，完全可以满足光子晶体制备的要求。 6.建立了一种采用超声法制备SiO2/ZnO核壳结构的简单方法，解决了氧化物难以实现包覆的问题。研究表明，由于Stober方法制备的SiO2球表面存在着大量的Si-OH集团，在超声或碱性环境下有利于Si-OH断裂形成Si-O-键，SiO2球表面的活性增强，有利于ZnO材料的包覆。另外，利用浸润法将ZnO溶胶填充在SiO2光子晶体模板中，实现了SiO2/ZnO核壳结构的制备。 7.利用聚苯乙烯(PS)球在水溶液中自组装形成的光子晶体结构，制备出了类似于半导体异质结的PS/SiO2复合层光子晶体。为光子晶体的带隙调制和制备光学滤波器提供了一种简单有效的方法。