亚波长金属微结构体系及其表面等离激元激发所引起的丰富而独特的光学性质是当前凝聚态物理、材料科学、信息科学及其交叉领域的研究热点之一。本文围绕金属有序微结构材料的光学特性，研究了以单分散胶体微球及其自组装形成的胶体晶体为模板的表面等离激元晶体、金属微结构光子材料及金属纳米球壳的制备方法以及相应的光学性质,特别是发展了一种基于自组织的表面等离激元晶体的制备技术，并对其光学性质进行了深入地探索。主要内容包括以下几个方面： 1、研究了无水乙醇稀释正硅酸乙酯(TEOS)对SiO2胶体微球的形貌及单分散性的影响。发现采用无水乙醇稀释能够抑制SiO2胶体微球的团聚或黏结；当无水乙醇体积是TEOS的四倍以上时，所获得的SiO2微球的具有高度的单分散性。同时采用稳定滴加TEOS的种子生长法来进一步增加胶体微球尺寸的方法，该方法可以将单分散siO2胶体微球的粒径控制在150nm～1.2μm。 2、发展了两种有效的胶体微球组装技术，即毛细吸引作用下的微球自组装技术以及表面张力和重力共同作用下的自组织技术，成功地制备出大面积、高度有序的二维和三维胶体晶体。这两种方法工艺简单，抗干扰性强，可精确控制胶体晶体的层数，特别是后者解决了较大质量胶体微球自组装成有序结构的问题。 3、发明了一种制备新型表面等离激元晶体的材料制备技术。这种技术是以二维胶体晶体为模板，通过物理沉积在其表面生长出微结构金属纳米层。这种技术的优点是重复性好、操作简单、成本低、并且可制备大面积的表面等离激元晶体。通过透射光谱的测量，发现这种表面等离激元晶体具有特定波长的增强透射效应。同时，由于金属材料是沉积在周期性起伏的弯曲衬底上的，所获得的表面等离激元晶体是一种具有二维周期结构的准三维体系，这使得其SPs色散、传播和激发特性与以往发现的基于平整衬底上的表面等离激元晶体有显著差别。此外，我们还研究了随着沉积的金属膜厚度增加，表面等离激元激发出现的从局域态到扩展态的“相变”过程，并且发现这一相变与体系电导率渗流阈值有密切的关联。 4、结合胶体品体的自组装技术与无电极电镀的方法，成功地制备出由金属/介电复合介质球或纳米金属球壳构成的有序的二维和三维金属/介电微结构光子材料。采用椭偏仪首次对由二维密排金属/介电复合介质球构成的微结构光子材料进行反射特性的表征，发现其光学性质不仅与单个散射体光散射有关，还与入射光与这种具有周期性结构的金属表面光栅的表面等离激元之间的选择性耦合有着密切的联系。 5、研究了以胶体微球(SiO2或者聚苯乙烯)为内核，结合表面反应和表面种子生长技术包裹金属壳层的方法，获得了各种金属/介电复合介质球。并且通过多次包裹，形成了介电/金属/介电的“洋葱”结构复合介质球。通过 TEM、SEM 等手段，表征和分析复合介质球的表面形貌；采用EDX和XRD来确定复合介质球中会属的成分。通过化学反应的时间和反应物的浓度的调整控制了作为外包裹层的金属层和介质层的厚度。 6、我们提出了采用具有负曲率界面的模板，通过借助微腔内非均匀成核提高金属纳米颗粒成核几率及生长驱动力的方法，结合电化学技术生长出高致密度、高均匀度、表面光滑且厚度可调的金属纳米球壳，从而探索到突破金属纳米球壳致密性、均匀性及表面粗糙度等“瓶颈”问题的新思路、新途径。