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覆盖在弹性基底表面的刚性薄膜在压缩应力作用下会发生屈曲,继而生成薄膜褶皱,这一现象通常被认为是影响结构稳定性,导致结构失效的不利因素。近年来,研究者提出利用这一力学现象可以制造多种多样的表面结构,并进行了深入的研究。由此,本文提出将薄膜褶皱和微结构结合,通过在微结构表面生成纳米褶皱来制造微纳分级结构。这种制造方法不需要昂贵的设备,并且具有较高的加工效率,可用于低成本、大批量的微纳米结构制造；而制备出的微纳分级结构,可以应用在许多领域,比如太阳能电池、表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering, SERS)基底等。本文的具体研究内容如下：首先,提出了利用褶皱现象制备微纳分级结构的工艺思路。采用SU-8负性光刻胶和AZ9260正性光刻胶,分别制备出直径65μm的圆柱阵列和直径20μm的半球阵列；随后以此为结构基底,通过磁控溅射在表面镀10μm到1μm厚度范围的钛膜；再将样品放置在还原性气氛中按照特定温度曲线在400℃到900℃的温度范围进行热解,使光刻胶微结构受热分解成碳并发生收缩,由此获得具有表面纳米褶皱的微纳分级结构。其次,通过实验证明了金属薄膜褶皱的产生是发生在光刻胶热解成碳的收缩过程中,且薄膜和基底保持了良好粘附状态；利用傅立叶变换方法和原子力显微镜测量,分别定量表征了褶皱的宽度和深度信息；并研究了不同钛膜厚度和热解温度对褶皱尺寸参数的影响。最后,利用5nm厚度的钛膜产生的纳米褶皱为结构模版,在其表面镀膜50nm到600nnm厚度范围的银膜,作为SERS基底；随后以罗丹明6G(Rhodamine6G,R6G)作为探针分子,进行拉曼光谱测试：在面积为9mm2的SERS基底上滴加10μL浓度为10-7mol/L的R6G酒精溶液,其拉曼光谱各个峰值信号明显。对比不同厚度银膜下的褶皱结构,发现200nnm厚度银膜的SERS基底具有最好的增强效果：与银膜平面基底对比,随意选取的15个测量点的平均增强因子达106倍,最高峰值处的标准差为31.3%,该基底能检测R6G的最低浓度为10-9mol/L。同时,基于褶皱的SERS基底,可以用于三聚氰胺的检测,实验证明SERS基底可以检测出浓度为0.25mg/L的三聚氰胺,检测精度满足国家相关标准要求。