CN101060922A

CN101060922A - 使用胶体纳米粒子的胶体光子晶体及其制备方法

Info

Publication number: CN101060922A
Application number: CNA2006800010420A
Authority: CN
Inventors: 洪瑛晙; 任相赫
Original assignee: LG Chemical Co Ltd
Current assignee: LG Corp
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: KR101040805B1; KR20070049548A; JP5133871B2; TWI365308B; TW200718991A; JP2012018417A; JP2008538618A; CN101060922B

Abstract

本发明涉及使用胶体纳米粒子的胶体光子晶体及其制备方法，其中通过在制备胶体光子晶体时，向包含胶体纳米粒子的溶液加入粘弹性材料，即使在干燥胶体溶液中的分散介质时发生非均匀的体积收缩，由于粘弹性材料的弹性也会发生均匀的体积收缩。因此，可以在较短的时间内制备2或3维无缺陷的大尺寸胶体光子晶体。

Description

使用胶体纳米粒子的胶体光子晶体及其制备方法

技术领域

本发明涉及使用胶体纳米粒子的胶体光子晶体及其制备方法，更具体地说，本发明涉及使用胶体纳米粒子的胶体光子晶体及其制备方法，其中通过加入粘弹性材料，即使在干燥胶体溶液中的分散介质时发生非均匀的体积收缩，由于粘弹性材料的弹性也会发生均匀的体积收缩。因此，可以在较短的时间内制备2或3维在其表面上无缺陷且无粒子尺寸限制的大尺寸胶体光子晶体。

背景技术

光子晶体是具有点阵间距为几十纳米至几微米的规则结构的晶体，并且能够调整在紫外线、可见光和红外线范围内的光学性能。自然界存在这样的光子晶体，例如，各自发出美丽光线的蛋白石、蝴蝶和贝壳等，并且通过观察天然晶体的结构已经人工开发并然后制备出了这样的光子晶体。

这种光子晶体的典型的制备方法包括自顶向下方法(top-downmethod)，如用于常规半导体工艺中的光刻法和离子束刻蚀法；和有规律地用于布置具有均匀尺寸的纳米粒子的自底向上方法(bottom-upmethod)。

通过常规的光刻法和离子束刻蚀法制备光子晶体的方法具有可制造复杂规则结构的优点，但是具有非常高的额外费用和需要长时间制备大尺寸光子晶体的缺点。另一方面，通过纳米粒子的自组装制备光子晶体的方法(韩国专利公开2003-0083913)具有无需额外设备，以及可能在较短的时间内制备大尺寸光子晶体的优点，但是制备无缺陷的大尺寸光子晶体还是困难的。因此，在制备光子晶体的领域中，能够通过纳米粒子的自组装在较短的时间内构建无缺陷的大尺寸光子晶体的技术是商业应用的重要课题(essential subject)。

特别是，最近已广泛研究了使用高分子胶体纳米粒子的光子晶体的制备方法，并且有多种方法，如通过重力的沉积法[H.Miguez等人，Adv.Mater.10，480(1998)]、垂直沉积法[P.Jiang等人，Chem.Mater.11，2132(1999)]、通过温度分布的垂直沉积法[Y.A.Vlasov等人，自然(伦敦)414，289(2001)、J.D.Joannopoulos，自然(伦敦)414，257(2001)]和电泳法[A.L.Rogach等人，Chem Mater.12，2721(2000)]等。

通过重力的沉积法利用了当将长时间分散高分子二氧化硅胶体的溶液静置时，粒子通过重力沉积至底部，然后自组装的现象。但是，这种方法具有处理时间很长和光子晶体有缺陷的缺点。另外，其它方法能够在较短的时间内制备大尺寸光子晶体，但是具有光子晶体有缺陷的问题。

此外，在使用高分子胶体粒子制备2或3维光子晶体的情况下，球状胶体粒子通常在面心立方(FCC)结构内进行自组装。在这种情况下，当溶液蒸发时，胶体溶液中的粒子在衬底上进行自组装，在其体积比达到54％的情况下，该胶体粒子具有流动性，但是在该比率大于该数值的情况下，该胶体粒子为无流动性的晶体。此后，蒸发该溶液直到胶体粒子的体积比为74％，在该晶体中的自组装的胶体粒子的体积从而收缩[Cheng等人，自然(伦敦)410，893(1999)]。在这种干燥溶液的过程中，该胶体粒子进行了非均匀的体积收缩，因此产生了缺陷。

为了解决由这种体积收缩导致的缺陷问题，可以采用使用具有流动性的液态金属作为衬底成分的方法，但是问题在于，难于商业应用[Griesebock等人，Chem mater.，14，4023(2002)]。

发明内容

本发明的一个目的是提供使用胶体纳米粒子的胶体光子晶体及其制备方法，以及使用该光子晶体制备胶体光子晶体基面(base)的方法，由此，即使当干燥胶体溶液中的分散介质时发生非均匀的体积收缩，由于粘弹性材料的弹性也会发生均匀的体积收缩。因此，可以在较短的时间内制备2或3维无表面缺陷且无粒子尺寸限制的大尺寸胶体光子晶体。

本发明的另一个目的是提供使用胶体纳米粒子的胶体光子晶体及其制备方法，以及使用该光子晶体制备胶体光子晶体基面的方法，该方法可适用于均需要光子晶体的激光器、传感器、压电传感器、致动器、色谱分离膜、催化剂载体、集成光路、滤光器、液晶取向层、超亲水或超防水膜、光掩膜、减反射膜和显示器件等。

为了实现以上目的，本发明提供了一种使用胶体纳米粒子制备胶体光子晶体的方法，该方法包括将粘弹性材料加入到包含胶体纳米粒子的溶液中的步骤。

本发明还提供了包含自组装的纳米粒子和限定该纳米粒子的具有预定弹性的粘弹性材料的胶体晶体。

此外，本发明提供了一种制备胶体光子晶体基面的方法，该方法包括使另一层胶体粒子、半导体粒子、金属粒子或者金属氧化物粒子在由上述方法制备的胶体光子晶体粒子间隙中进行自组装的步骤。

而且，本发明提供了制备胶体光子晶体基面的方法，该方法包括使用由上述方法制备的胶体光子晶体制备反模铸型(reverse cast)；以及将该反模铸型的结构和形状转录到基面中的步骤。

在下文中将对本发明做出详述。

本发明证实，作为在将加入的粘弹性材料溶解到包含胶体纳米粒子的溶液的分散介质中后干燥的结果，当干燥时由于粘弹性材料的弹性而发生均匀的体积收缩，从而可以由其制备无缺陷的胶体光子晶体，并且因此实现了本发明的目的。

根据本发明的胶体光子晶体的特征在于，在将粘弹性材料加入到包含胶体纳米粒子的溶液中之后，通过从溶液中蒸发分散介质以使该胶体纳米粒子在衬底上进行自组装而制备该胶体光子晶体。

在干燥胶体溶液的分散介质的过程中，用于本发明的粘弹性材料使均匀的体积收缩发生，从而防止所制得的胶体光子晶体具有缺陷。

只要所述粘弹性材料具有正常的粘弹性，对其就没有限制，但是优选使用可在包含胶体纳米粒子的溶液的分散介质中溶解的化合物。

特别是，在向其加入粘弹性材料的溶液为分散有胶体纳米粒子的水溶液的情况下，可以使用当溶解在水溶液中时能够表现出粘弹性的全部材料，具体为：聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚对苯乙炔、聚乙二醇、聚乙烯胺或者糊精等，以及在向其加入粘弹性材料的溶液为在有机溶剂中分散有胶体纳米粒子的溶液的情况下，可以使用当溶解在有机溶剂中时能够表现出粘弹性的全部材料，具体为：聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯或者聚氯乙烯等。

所述粘弹性材料的重均分子量(Mw)优选为10～1,000,000。

对于100phr的纳米粒子，在胶体纳米粒子溶液中优选以0.04～1phr含有上述粘弹性材料。当该粘弹性材料的含量小于0.04phr时，难于制备无缺陷的胶体晶体，并且当该粘弹性材料的量大于1phr时，该粘弹性材料会阻止胶体粒子进行自组装，因此抑制了胶体晶体形成。

将上述粘弹性材料加入到包含胶体纳米粒子的溶液中，然后当从该溶液中蒸发分散介质时，该胶体纳米粒子将在衬底上进行自组装，从而可以获得胶体光子晶体。

具体而言，本发明的胶体光子晶体可以通过下列步骤制备：在分散介质中均匀地分散纳米粒子；在该溶液中溶解加入的粘弹性材料；从该溶液中蒸发分散介质以使该粒子在分散介质-空气-衬底的界面上进行自组装；以及不断向界面上转移自组装的粒子。

对纳米粒子没有限制，其可以选自包括聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸苄酯、聚甲基丙烯酸苯酯、聚甲基丙烯酸-1-甲基环己酯、聚甲基丙烯酸环己酯、聚甲基丙烯酸氯苄基酯、聚甲基丙烯酸-1-苯乙酯、聚甲基丙烯酸-1，2-二苯乙酯、聚甲基丙烯酸二苯甲酯、聚甲基丙烯酸糠酯、聚甲基丙烯酸-1-苯基环己酯、聚甲基丙烯酸五氯苯酯、聚甲基丙烯酸五溴苯酯、聚二甲基硅氧烷或者聚-N-异丙基丙烯酰胺等的聚合物及其共聚物的组。

具体地说，所述纳米粒子可以是金属氧化物，如氧化钛、氧化锌、氧化铈、氧化锡、氧化铊、钛酸钡(barium titanite)、氧化铝、氧化钇、氧化锆或者氧化铜等。此外，该纳米粒子可以是金属，如铋(Bi)、铅(Pb)、硒(Se)或者锑(Sb)等。

所述纳米粒子的直径优选为0.1～10μm。如果该纳米粒子的直径小于0.1μm，则难于使该纳米粒子通过分散介质的蒸发进行自组装，并且如果该纳米粒子的直径大于10μm，则由于该粒子通过分散介质的蒸发而容易下沉或者该粒子运动不便，所以制备均匀的光子晶体是困难的。

从不溶解所述纳米粒子的材料中选择分散介质是合适的。具体地说，该分散介质可以选自包括水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇、全氟萘烷、全氟甲基萘烷、全氟壬烷、全氟异酸、全氟环己烷、全氟-1，2-二甲基环己烷、全氟-2-甲基-2-戊烯、全氟煤油、己烷、环己烷、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和氯仿等的组。

通常需要在分散介质的沸点以下进行分散介质的蒸发。分散介质的蒸发速度越快，使光子晶体在分散介质-空气-衬底界面上进行自组装的时间越短。问题在于，如果蒸发速度太快，则可以导致光子晶体的缺陷，并且如果蒸发速度太慢，则不能获得规则的光子晶体。在本发明中，根据分散介质的种类，可以改变用于形成所述晶体的最佳蒸发条件，并且本领域技术人员可以容易地从本发明的披露内容中选择条件，因此无需具体描述这种条件。

当将所述衬底垂直或者以预定角度倾斜插入分散介质中时，在分散介质-空气-衬底的界面上通过上述自组装过程形成的光子晶体不断向该衬底上转移，并且通过不断地移动该衬底或者通过不断蒸发该分散介质而转移光子晶体。

图1为与制备胶体光子晶体的常规方法相比，说明制备根据本发明的无缺陷胶体光子晶体的原理的示意图。

参考图1(a)，当在胶体溶液中，通过分散介质(11)的蒸发，纳米粒子(10)在基面(12)上进行自组装形成晶体。由于在干燥分散介质(11)的过程中非均匀的体积收缩，形成缺陷(13)，从而形成具有缺陷的胶体光子晶体。

相反，参考(b)，在使用粘弹性材料溶解于胶体溶液中的分散介质15的情况下，即使在干燥分散介质的过程中发生非均匀的体积收缩，由于粘弹性材料15的弹性也会发生均匀的体积收缩，因此形成了无缺陷的胶体光子晶体。

可以进一步对根据本发明的自组装的胶体光子晶体进行用半导体、金属、金属氧化物或者有机物质等填充光子晶体中间隙的步骤。

所述半导体可以选自包括通常使用的半导体的组，如Si、CdS、CdSe和GaAs等；所述金属可以选自包括通常使用的金属及其合金的组，如Ag、Au、Al、Pt、Pd等；所述金属氧化物可以选自包括普通金属氧化物的组，如AlO₂、TiO₂、SiO₂、ZrO₂、Fe₂O₃和ZnO等；以及所述有机物质可以选自包括聚二甲基硅氧烷、聚噻吩、聚喹啉、聚吡咯、聚乙炔、聚丙烯、聚对苯乙炔等或者其衍生物的组。

本发明还提供了包含自组装的纳米粒子和具有预定弹性的限定纳米粒子的粘弹性材料的胶体光子晶体。

此外，本发明提供了胶体光子晶体基面及其制备方法，该方法包括使另一层胶体光子粒子、半导体粒子、金属粒子或者金属氧化物粒子在由上述方法制备的胶体光子晶体粒子间隙中进行自组装的步骤。

而且，本发明提供了一种制备胶体光子晶体基面的方法，该方法包括使用由上述方法制备的胶体光子晶体作为铸型而制备反模铸型(reverse cast)；以及将该反模铸型的结构和形状转录到基面中的步骤。

如上所述制备的本发明的胶体光子晶体和胶体基面，适用于生产需要光子晶体的激光器、传感器、压电传感器、致动器、色谱分离膜、催化剂载体、集成光路、液晶取向层、超亲水或超防水膜、光掩膜、减反射膜和显示器件等。

附图说明

参考附图，通过对本发明的某些实施方式进行描述，本发明的上述技术方案和特征将更清楚，其中：

图1为与胶体光子晶体的常规制备方法相比，制备根据本发明的无缺陷胶体光子晶体的原理的示意图；

图2和图3各为示出根据本发明的一个实施方式制备的胶体光子晶体的扫描电子显微镜照片；

图4为表示出根据本发明的一个实施方式制备的胶体光子晶体的反射角反射光线的波长与强度的曲线图；

图5和图6各为示出根据本发明的一个实施方式制备的胶体光子晶体的反模结构和转录结构的扫描电子显微镜照片；以及

图7为示出根据对比例制备的胶体光子晶体的扫描电子显微镜照片。

10：纳米粒子

11：包含粘弹性材料的分散介质

12：基面

13：缺陷

14：不包含粘弹性材料的分散介质

15：粘弹性材料

如下列实施例所示，举例说明本发明的实用、目前优选的实施方式。

但是，应理解，考虑到本公开的内容，在本发明的实质和范围内，本领域技术人员可以进行修改和改进。

具体实施方式

实施例1

在胶体纳米粒子溶液中，使用水作为分散介质，并且使用460nm直径的聚苯乙烯球状粒子作为纳米粒子。

在水中以0.5重量百分比分散460nm直径的聚苯乙烯粒子，然后在该胶体纳米粒子溶液中溶解0.21重量百分比的作为粘弹性材料的聚乙烯吡咯烷酮。在衬底安置在溶液中后，在烘箱中在60℃下蒸发分散介质，从而制得胶体光子晶体。

如图2所示，这通过扫描电子显微镜观察得到证实。

实施例2

除了使用0.63重量百分比的聚乙烯吡咯烷酮作为粘弹性材料之外，通过与实施例1相同的方法制得光子晶体。如图3所示，这通过扫描电子显微镜观察得到证实。

实施例3

除了使用0.63重量百分比的聚丙烯酸作为粘弹性材料之外，通过与实施例1相同的方法制得光子晶体。

实施例4

除了使用0.63重量百分比的聚乙烯醇作为粘弹性材料之外，通过与实施例1相同的方法制得光子晶体。

实施例5

除了使用180nm直径的聚苯乙烯作为纳米粒子之外，通过与实施例2相同的方法制得光子晶体。

实施例6

除了使用240nm直径的聚苯乙烯作为纳米粒子之外，通过与实施例2相同的方法制得光子晶体。

使用实施例6中制备的光子晶体，测量沿垂直于光子晶体的方向以及沿与反射光的方向一致的方向辐射的光的强度，并且将结果示于图4中。如图4所示，根据方向改变反射光波长的光子晶体适用于用作滤光器。

实施例7

除了使用1μm直径的聚苯乙烯作为纳米粒子代替460nm直径的聚苯乙烯粒子之外，通过与实施例2相同的方式制得光子晶体。

实施例8

将聚二甲基硅氧烷橡胶和硬化剂以重量比10∶1加入到实施例2中制备的胶体光子晶体中，然后在60℃下硬化。此后，通过从胶体光子晶体中分离聚二甲基硅氧烷橡胶制备具有胶体光子晶体的反模结构的铸型(图5)。

将具有胶体光子晶体反模结构的聚二甲基硅氧烷橡胶铸型压向涂敷有聚苯乙烯的膜，在150℃下热处理10分钟，然后在室温下冷却。此后，从聚苯乙烯膜中分离聚二甲基硅氧烷的铸型，并且将橡胶铸型的反模结构转录在膜上(图6)。

对比例8

除了不使用粘弹性材料之外，通过与实施例1相同的方式制备光子晶体。

如图7所示，用扫描电子显微镜观察该结果。

根据本发明，即使当干燥胶体溶液中的分散介质时发生非均匀的体积收缩，由于粘弹性材料的弹性也会发生均匀的体积收缩。因此，可以在较短的时间内制备2或3维在其表面上无缺陷且无粒子尺寸限制的大尺寸胶体光子晶体。其适用于需要光子晶体的激光器、传感器、压电传感器、致动器、色谱分离膜、催化剂载体、集成光路、液晶取向层、超亲水或超防水膜、光掩膜、减反射膜和显示器件等。

本领域技术人员将理解，可以容易地将在上述描述中公开的构思和具体实施方式作为用于进行与本发明相同目的的其它实施方式的修改或设计的基础。本领域技术人员也将理解，这种等效实施方式没有脱离如所附权利要求书所述的本发明的实质和范围。

Claims

1、一种使用胶体纳米粒子制备胶体光子晶体的方法，所述方法包括向包含该胶体纳米粒子的溶液中加入粘弹性材料的步骤。

2、如权利要求1所述的制备胶体光子晶体的方法，其中，所述粘弹性材料为选自包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚对苯乙炔、聚乙二醇、聚乙烯胺、糊精、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯和聚氯乙烯的组的一种或者多种。

3、如权利要求1所述的制备胶体光子晶体的方法，其中，所述粘弹性材料的重均分子量(Mw)为10～1,000,000。

4、如权利要求1所述的制备胶体光子晶体的方法，其中，对于100phr的纳米粒子，在所述胶体纳米粒子溶液中以0.04～1phr含有所述粘弹性材料。

5、如权利要求1所述的制备胶体光子晶体的方法，所述方法包括下列步骤：

a)在所述分散介质中均匀地分散所述纳米粒子；

b)在该溶液中溶解粘弹性材料；

c)从该溶液中蒸发所述分散介质以使该粒子在分散介质-空气-衬底的界面上进行自组装；以及

d)将自组装的粒子转移到衬底上。

6、如权利要求5所述的制备胶体光子晶体的方法，其中，所述纳米粒子为选自包括聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸苄酯、聚甲基丙烯酸苯酯、聚甲基丙烯酸-1-甲基环己酯、聚甲基丙烯酸环己酯、聚甲基丙烯酸氯苄基酯、聚甲基丙烯酸-1-苯乙酯、聚甲基丙烯酸-1，2-二苯乙酯、聚甲基丙烯酸二苯甲酯、聚甲基丙烯酸糠酯、聚甲基丙烯酸-1-苯基环己酯、聚甲基丙烯酸五氯苯酯、聚甲基丙烯酸五溴苯酯、聚二甲基硅氧烷和聚-N-异丙基丙烯酰胺的组的一种或者多种。

7、如权利要求5所述的制备胶体光子晶体的方法，其中，所述纳米粒子为选自包括氧化钛、氧化锌、氧化铈、氧化锡、氧化铊、钛酸钡、氧化铝、氧化钇、氧化锆和氧化铜的组的一种或者多种。

8、如权利要求5所述的制备胶体光子晶体的方法，其中，所述纳米粒子为选自包括铋(Bi)、铅(Pb)、硒(Se)和锑(Sb)的组的一种或者多种。

9、如权利要求5所述的制备胶体光子晶体的方法，其中，所述纳米粒子的直径为0.1～10μm。

10、如权利要求5所述的制备胶体光子晶体的方法，其中，所述分散介质为选自包括水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇、全氟萘烷、全氟甲基萘烷、全氟壬烷、全氟异酸、全氟环己烷、全氟-1，2-二甲基环己烷、全氟-2-甲基-2-戊烯和全氟煤油的组的一种或者多种。

11、如权利要求5所述的制备胶体光子晶体的方法，其进一步包括用半导体、金属、金属氧化物或者有机物质填充所述胶体光子晶体的间隙的步骤。

12、如权利要求11所述的制备胶体光子晶体的方法，其中，所述半导体为选自包括Si、CdS、CdSe和GaAs的组的一种或者多种；所述金属为选自包括Ag、Au、Al、Pt和Pd的组的一种或者多种；所述金属氧化物为选自包括AlO₂、TiO₂、SiO₂、ZrO₂、Fe₂O₃和ZnO的组的一种或者多种；以及所述有机物质为选自包括聚二甲基硅氧烷、聚噻吩、聚喹啉、聚吡咯、聚乙炔、聚丙烯、聚对苯乙炔及其衍生物的组的一种或者多种。

13、一种胶体光子晶体，其包含自组装的纳米粒子和具有预定弹性的限定纳米粒子的粘弹性材料。

14、如权利要求13所述的胶体光子晶体，其中，所述粘弹性材料为选自包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚对苯乙炔、聚乙二醇、聚乙烯胺、糊精、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯和聚氯乙烯的组的一种或者多种。

15、如权利要求13所述的胶体光子晶体，其中，所述粘弹性材料的重均分子量(Mw)为10～1,000,000。

16、如权利要求13所述的胶体光子晶体，其中，对于100phr的纳米粒子，在所述胶体纳米粒子溶液中以0.04～1phr含有所述粘弹性材料。

17、如权利要求13所述的胶体光子晶体，其中，所述纳米粒子为选自包括聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸苄酯、聚甲基丙烯酸苯酯、聚甲基丙烯酸-1-甲基环己酯、聚甲基丙烯酸环己酯、聚甲基丙烯酸氯苄基酯、聚甲基丙烯酸-1-苯乙酯、聚甲基丙烯酸-1，2-二苯乙酯、聚甲基丙烯酸二苯甲酯、聚甲基丙烯酸糠酯、聚甲基丙烯酸-1-苯基环己酯、聚甲基丙烯酸五氯苯酯、聚甲基丙烯酸五溴苯酯、聚二甲基硅氧烷和聚-N-异丙基丙烯酰胺的组的一种或者多种。

18、如权利要求13所述的胶体光子晶体，其中，所述纳米粒子为选自包括氧化钛、氧化锌、氧化铈、氧化锡、氧化铊、钛酸钡、氧化铝、氧化钇、氧化锆和氧化铜的组的一种或者多种。

19、如权利要求13所述的胶体光子晶体，其中，所述纳米粒子为选自包括铋(Bi)、铅(Pb)、硒(Se)和锑(Sb)的组的一种或者多种。

20、如权利要求13所述的胶体光子晶体，其中，所述纳米粒子的直径为0.1～10μm。

21、如权利要求13所述的胶体光子晶体，其中，在所述胶体光子晶体的间隙中填充半导体、金属、金属氧化物或者有机物质。

22、如权利要求21所述的胶体光子晶体，其中，所述半导体为选自包括Si、CdS、CdSe和GaAs的组的一种或者多种；所述金属为选自包括Ag、Au、Al、Pt和Pd的组的一种或者多种；所述金属氧化物为选自包括AlO₂、TiO₂、SiO₂、ZrO₂、Fe₂O₃和ZnO的组的一种或者多种；以及所述有机物质为选自包括聚二甲基硅氧烷、聚噻吩、聚喹啉、聚吡咯、聚乙炔、聚丙烯、聚对苯乙炔及其衍生物的组的一种或者多种。

23、一种制备用于胶体光子晶体的基面的方法，所述方法包括使另一层胶体粒子、半导体粒子、金属粒子或者金属氧化物粒子在由权利要求1～12中的一种方法制备的胶体光子晶体的间隙中进行自组装的步骤。

24、一种制备用于胶体光子晶体的基面的方法，所述方法包括通过使用由权利要求13～22中的一种方法制备的胶体光子晶体作为铸型而制备反模铸型；以及将该反模铸型的结构和形状转录到基面中的步骤。

25、一种用于胶体光子晶体的基面，其中，在由权利要求13～22中的一种方法制备的胶体光子晶体的间隙中填充另一层胶体粒子、半导体粒子、金属粒子或者金属氧化物粒子。

26、一种激光器、传感器、压电传感器、致动器、色谱分离膜、催化剂载体、集成光路、液晶取向层、超亲水或超防水膜、光掩膜、减反射膜和显示器件，其中均应用了由权利要求1～22中的一种方法制备的胶体光子晶体的基面。

27、一种激光器、传感器、压电传感器、致动器、色谱分离膜、催化剂载体、集成光路、液晶取向层、超亲水或超防水膜、光掩膜、减反射膜和显示器件，其中均应用了由权利要求23所述的方法制备的胶体光子晶体的基面。

28、一种激光器、传感器、压电传感器、致动器、色谱分离膜、催化剂载体、集成光路、液晶取向层、超亲水或超防水膜、光掩膜、减反射膜和显示器件，其中均应用了由权利要求24所述的方法制备的胶体光子晶体的基面。

29、一种激光器、传感器、压电传感器、致动器、色谱分离膜、催化剂载体、集成光路、液晶取向层、超亲水或超防水膜、光掩膜、减反射膜和显示器件，其中均应用了由权利要求25所述的方法制备的胶体光子晶体的基面。