光子晶体作为一种介电常数在空间上呈周期性排列的结构材料,可在特定方向和波段对光波进行调控,在光学领域具有广泛的应用前景。通常研究的光子晶体材料结构处于微米级别,适用于红外和可见光波段,而对于短波段需要其结构在纳米尺寸上具有有序周期性排列的光子晶体材料少有研究。有序介孔分子筛由于其高比表面积、孔径均一可调等性质使其在催化、吸附和化学传感等领域有广泛的应用。同时,其独特的纳米孔道结构为应用于短波段光子晶体材料提供了可能。基于此背景,本文将孔道呈六方周期性排列且孔道垂直定向的介孔分子筛结构用于短波段二维光子晶体薄膜,通过对孔道尺寸的调节以及孔内填充导电聚合物,得到一系列孔径和晶格常数可调的介孔二氧化硅薄膜材料,为其作为短波段光子晶体材料奠定了理论和实践基础。具体研究工作如下:(1)首先通过介孔二氧化硅颗粒制备过程考察了介孔二氧化硅孔径及晶胞参数的缩小调变方法,以利于下一步制成光子晶体薄膜可适用于更短波段范围。考察了以短碳链十二烷基三甲基溴化铵为模板水热制备高度有序的介孔二氧化硅颗粒材料,探讨了不同硅源、碱源及p H等对介孔材料结构的影响,最终得到了晶胞参数为3.72 nm,孔径为2.25 nm的高度有序的二氧化硅颗粒材料。随后考察了以更短碳链长度的十烷基三甲基溴化铵阳离子表面活性剂为模板以及添加辅助模板改善介孔孔道有序性。最后考察了以自制的Gemini双子表面活性剂为模板制备有序介孔二氧化硅颗粒材料。(2)其次探讨了垂直取向介孔二氧化硅薄膜材料的制备工艺,并制得了一系列孔径可调、厚度可控的垂直取向介孔二氧化硅薄膜材料。采用电化学辅助自组装法,探讨了以不同碳链长度的阳离子表面活性剂(C10/C12/C14/C16/C18)电化学辅助制备不同孔径大小和晶格常数的垂直取向介孔二氧化硅薄膜,并通过光学显微镜、循环伏安(CV)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对薄膜的表面、孔道定向性和孔道结构有序性等进行表征。此外,还通过探讨多次沉积提高薄膜的有效厚度,并通过采用St?ber溶液法制备介孔二氧化硅薄膜,对比分析了这几种方法制得薄膜的质量,以及其表面形貌,得到质量较佳的垂直定向介孔二氧化硅薄膜。(3)最后探讨了在垂直取向介孔二氧化硅薄膜孔道中生长导电聚合物聚苯胺,制备聚苯胺/介孔二氧化硅复合光子晶体薄膜材料。采用恒电位法将聚苯胺填充到二氧化硅薄膜的介孔孔道中,通过对比分析在ITO玻璃基底沉积聚苯胺薄膜与沉积复合薄膜的极化曲线与循环伏安曲线,探究了聚苯胺在介孔孔道内的生长情况,并通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析了聚苯胺在薄膜介孔孔道中的生长情况。结果表明在聚苯胺沉积时间在150～300 s时,得到质量较好的聚苯胺/介孔二氧化硅复合薄膜材料。