由于光子晶体在集成光学方面具有广泛的应用前景，有关于光子晶体的制备一直是近年来的科研热点。相对于纯粹的半导体加工来说，自组装作为一种更加经济、简单以及适合大规模生产的方法在光子晶体的制备中受到广泛关注。　　 根据自组装微球尤其是聚苯乙烯材料微球在压力作用下容易变形的特点，从理论上研究了压力作用下自组装光子晶体在能带结构上的变化。发现，压力引起的形变会导致自组装结构在晶格对称性和周期上的改变，最后导致和压力相同或垂直方向上光子禁带的打开和关闭。利用这个特性可以用来制作对压力敏感的传感器或者探测器。　　 自组装生长光子晶体虽然在材料的制备上具有优势，但是由于应力引起的随机性线缺陷和无序，使自组装光子晶体很难实现实际的器件应用，因此为了达到应用目的就必须实现光子晶体的定域有序生长，本文首次提出了自组装技术和半导体工艺相结合的方法，即通过在硅衬底上刻蚀一定尺寸的微区然后利用垂直沉积技术在微区内自组装生长面心立方密堆积结构的光子晶体。　　 本文深入研究了微区自组装光子晶体的生长机制。通过分析发现，液体蒸发过程中弯液面集中在微区底面和侧壁交界处，因此表面张力分别从微区中心和衬底表面指向微区边界，在表面张力和微区吸附的共同作用下，微球最先在微区边界和底面自组装生长，最后逐渐过渡到微区的中心和衬底表面。　　 考虑到晶体沿着(111)面生长，微区的形状和(111)面在结构对称性方面的匹配问题应该对晶体生长有着重要的作用。本文在国内外首次对这一问题进行了详细的研究。本文首次发现，正六边形、正三角形的微区形状由于和结晶晶面的结构对称性单元(正六边形、正三角形)相匹配，可以有效地避免应力引起的线缺陷和多晶，因此沉积效果最好。而其它结构，如圆形和正方形，由于结构对称性的失配，都不同程度地存在着应力引起的线缺陷、多晶和无序，沉积效果差。　　 为了克服自组装过程中的偶然性因素影响，从而在大规模制备中比较可靠地评价各个图形的沉积效果。本文首次引入了基于一组图形中获得完全填充的图形数目和总的图形数的比值α来评价各个图形的填充效率。发现，α越高，沉积效果越好，微球排列更加有序，点缺陷越少。在晶格匹配的情况下图形越小α越高，而在失配情况下，随着图形减小α变化不明显。　　 还研究了自组装的优化问题。总的来说，为了充分填充一定尺寸的微区，就需要有足够数目的微球，因此：微球的浓度要足够；微区在溶液内的深度要够深；由于微区吸引微球达到各自图形，存在着竞争，为了减小相互影响它们之间的距离足够能远。同时还发现由于微区内外微球的相互吸引会影响微区边界微球的排列，在微区刚刚填满时衬底表面的微球对微区边界的影响最小，边界最有序，因此微区在溶液中的深度要刚好使微区获得足够填充。　　 总之，本文提出了一个确实可行、简单经济的光子晶体和平面光波导的混合集成方法。刻蚀相连的输入／输出波导和已经沉积了光子晶体的正六边形和正三角形微区相连，就可制备具有一定功能的器件。