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球形胶体颗粒组装形成的胶体晶体可作为潜在的光子晶体以及为其制备提供模板,应用于光波导、隐身斗篷、制备三维有序大孔材料等方面而受到人们的广泛关注。然而,胶体晶体诱人应用前景的实现往往对其质量、内部结构、外部形貌以及光学性质等有严格的要求。普通衬底上组装往往只能形成简单的胶体晶体,复杂胶体晶体的获得需要借助于特定的衬底。本文主要从图案化和弯曲衬底上组装胶体晶体展开研究,主要内容以及取得的具体成果可以归纳如下:1、结合流体力学理论分析稳定的输运条件有利于获得高质量的胶体晶体。然后,通过图案化的衬底构建两种典型的输运条件组装二氧化硅(SiO2)和聚苯乙烯(PS)胶体颗粒对理论分析进行实验验证。实验表明,两种胶体颗粒虽然在密度、热稳定性以及表面所带电荷上存在差异,但稳定的输运条件对获得高质量的胶体晶体都至关重要。这与理论分析很好的吻合。2、在周期不同的条形图案化衬底上组装胶体晶体。研究了不同成分的缺陷层以及相同成分的缺陷层不同周期光子禁带的差异。条形光刻胶缺陷层与空气缺陷层相比光子禁带发生了蓝移,缺陷层周期越大蓝移数值越小。3、借助于周期性的条形图案化衬底,采用层层组装的方法在异质胶体晶体中引入周期性人工缺陷。含空气核缺陷的异质胶体晶体表现出光栅衍射现象。缺陷所在层引起相应的胶体晶体光子禁带发生偏移而未含缺陷层的胶体晶体没有发生明显变化。异质胶体晶体复合后的光子禁带与复合前相应的禁带相比发生轻微蓝移。4、以直径处于厘米级的空心圆柱内壁作为弯曲衬底组装条状胶体晶体。结合弯曲形变理论第一次提出该衬底上条状胶体晶体的形成需要经历三个阶段,即“湿的环形胶体晶体的形成—湿的环形胶体晶体中水分的蒸发—环形胶体晶体的开裂”。研究了曲率半径、悬浮液浓度和溶剂蒸发速率对条状胶体晶体质量、宽度的影响。曲率半径越大条状胶体晶体质量越差、宽度越宽;条状胶体晶体质量不受浓度的影响,宽度随浓度增大而增大;蒸发速率越快晶体质量越差,适当范围内蒸发速率越快条状胶体晶体宽度越细。