在光子晶體這一概念被提出 [1. 2J 以來，光子晶 體由于其特殊的性質(zhì)，已經(jīng)吸引了越來越多的關(guān)注 光子晶體這種材料在空間存在介電常數(shù)的周期性調(diào) 制，使得對于在特定方向上傳播的一定頻率的光被散射而元法通過晶體.對二維 [3-6J 和三維 [7.8J 光子晶體的研究都在廣泛的進行.在制備三維光子晶體的 探索中，對實驗室制備人造蛋白石  (opal)  及其反結(jié) 構(gòu) (Invemeopal)[8-      叫的研究越來越多用人工制備的 opal   作為模版，向其結(jié)構(gòu)的空隙中填充高折射率的 材料，再去除原模版材料以得到空氣小球在高折射 率背景材料中周期排列的反 opal 結(jié)構(gòu)[8  叫，這是一 種在三維結(jié)構(gòu)中構(gòu)造完全光子帶隙的相對容易實現(xiàn) 的方法之一.在這種方法中，高質(zhì)量的  opal  模版的 制備是非常重要的，模版結(jié)構(gòu)周期性的好壞在很大 程度上決定了最終所得樣品的能帶質(zhì)量，模版所用 小球的直徑和所使用的高折射率填充材料及填充比 是決定反 opal  能帶位置的關(guān)鍵因素通常的 opal  模 版制備方法是用直徑為亞微米或微米量級的介質(zhì)材料小球的單分散懸濁液，通過自組織( self-assenù，ly )方法，得到小球按照面心立方結(jié)構(gòu) (fcc) 排列的樣 品.常見的方法有重力沉降法 [8] 、氣壓法[9. IO] 等等，而且新的制備方法還在不斷地出現(xiàn)，如 Sato 等提出的提拉生長法 [12. 16] 等等.但是當希望制備能帶位置在近紅外區(qū)的反opal    晶體時，需要使用直徑在  5∞nm 到 1μm 左右的小球制備 opal 模版在這種條件 下，小球所受的重力過大，如果不采用某些特殊的實驗條件，則其沉降速度會非?？?，所得樣品的質(zhì)量也 會很差.為了解決這一問題，人們采用了各種方法，比如改變環(huán)境的濕度溫度[ 14]    、利用液體在固體表面的浸潤特性[口]等等，但這些方法通常都或者只能應(yīng) 用于通過重力沉降法制備二氧化硅或其他密度較大 材料的小球樣品的程中，或者只能制得厚度很小 的光子晶體薄膜，而對于用密度比較小的聚苯乙烯 (PS) 小球懸濁液制備厚度較大的晶體則不甚適用. 本文利用改進的氣壓法，采用了重新制備的樣品池， 制得了大直徑聚苯乙烯小球的 opal 晶體并測量了 其能帶結(jié)構(gòu)，結(jié)果相當令人滿意.2. 實驗方法我們首先使用直徑為 1μm 的 PS 小球懸濁液制 備樣品樣品池與制備小直徑小球時所用的樣品池 結(jié)構(gòu)[ IOJ 基本相同，由上下兩片具有光學(xué)平面的玻璃 圓片疊合而成，其結(jié)構(gòu)如圖l( a) 所示，一個 0 形的 分隔環(huán)將上下兩片玻璃基片隔開，在其間形成樣品 生長的空間，小球的單分散懸濁液通過一根穿過上 基片的玻璃管注入樣品池在 0 形分隔環(huán)遠離玻璃管的一端預(yù)留下可以供濁被中水分流出的孔隙.原 方法中的樣品池中所用分隔環(huán)厚度和出水通道都比 較大，這在使用直徑較小的聚苯乙烯小球懸濁被(小 球直徑小于 500 nm) 時是沒有問題的，此時的基本 制備方法是將 Duke 公司 (Duke Scientific Corporation) 的懸濁被注入樣品池，通過玻璃管用氮氣稍加壓力， 并將樣品池放入超聲振蕩器中加以微弱振蕩，就可 以在樣品池中形成質(zhì)量相當好的 opal   晶體.但是在小球直徑增大至 500 nm 以上時，由于重力的作用， 小球在懸濁被中的下降速度將會比直徑較小的情況 下大很多，這時如果在不改變其他條件的前提下繼 續(xù)使用未經(jīng)稀釋的原懸濁液和同樣的樣品池，小球 將會迅速的"堆積"在玻璃管的下端和樣品池的出水 口處，其沉降速度將遠大于使用小直徑 1蟲液時樣品 的生長速度.這將直接導(dǎo)致所得樣品的周期性極差，其透過譜中無任何光子能帶結(jié)構(gòu)