表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)实际应用要求活性衬底具有均一性和高增强因子，而衬底制备要有可重复性、稳定性和低成本，这对微纳加工技术提出了很高要求。尽管随着集成电路工艺的飞速发展，人们所掌握的微纳加工能力已经达到了纳米尺度量级，但在制备满足上述要求的SERS衬底时仍然存在困难。本论文正是在这样的背景下，着重研究基于纳米颗粒自组装技术的SERS活性衬底的制备方法及特性。　　 本论文研究了纳米颗粒自组装技术，包括分析了纳米颗粒蒸发自组装的基本原理，实验研究了影响纳米颗粒蒸发自组装的因素，掌握了在无边界平整光滑衬底上制备大面积六角密排纳米颗粒自组装阵列的方法。为了提高纳米颗粒自组装过程的可控性、实现图形化排布，本论文提出了亲疏水性模板辅助纳米颗粒自组装技术，很好地解决了纳米颗粒自组装可控性较差和难以图形化的问题，提高了自组装的适用范围。作为图形化纳米颗粒自组装技术的应用举例，本论文还简要介绍了一种图形化纳米网孔金属滤膜的制备方法。　　 基于纳米颗粒自组装技术，本论文设计并制备了两种周期性结构--花瓣状阵列结构(Petal-Like Arrayed Structure，PLAS)和三花瓣阵列结构(Tri-PetaloidArrayed Structure，TPAS)。分析了这两种结构的形成机制和结构特点，详细讲述了其加工步骤和工艺条件，并通过改变二氧化硅纳米颗粒直径、RIE刻蚀时间和表面覆盖金属种类三个参数，制备了一系列结构相似、但参数不同的两类SERS衬底。　　 采用时域有限差分算法，本论文对PLAS结构和TPAS结构的电磁特性进行了仿真，模拟结果表明这两种结构在632.8 nm平面偏振电磁波激励下会产生表面等离子体谐振和局域化的电磁场增强。以罗丹明6G作为探针分子，本论文测定了一系列PLAS和TPAS衬底的SERS特性，分析讨论了二氧化硅纳米颗粒直径、RIE刻蚀时间和表面覆盖金属种类等参数对衬底的SERS特性影响规律，为SERS衬底参数的进一步优化指明了方向。通过与常用的AuFON衬底相比较，发现PLAS和TPAS衬底的增强因子高出近两个数量级，实验测得淀积金膜的PLAS衬底的SERS增强因子为4.4×106，淀积银膜的PLAS衬底为5.0×107；淀积金膜的TPAS衬底的增强因子为5.7×106。这些增强因子都是在激光束斑面积范围内衬底的平均增强因子，“热点”处的局部增强因子更高。　　 本论文的研究不仅推动了纳米颗粒辅助微加工技术的进一步发展，还为SERS活性衬底制备提供一个优秀的备选方案，推动SERS技术向实际应用迈进一步。