结构色是利用自身的微纳结构与光进行相互作用得到的,具有高质量的结构色在显示和成像上有着广泛的应用。现阶段人工制备高质量结构色的方式主要是设计周期性排列微纳结构单元的结构色材料,包括金属材料和介质材料。近年来金属材料方面,基于等离激元的金属结构色已经可以实现光学衍射极限下的高分辨率彩色印刷。然而金属等离激元结构色由于其固有损耗将导致较差的色彩饱和度,发展低固有损耗和高折射率的非金属类介质材料有望在实现高分辨率的同时改善色彩饱和度。硅作为一种固有损耗低、折射率高的介质材料,在纳米结构彩色显示中展现了良好的应用前景。但是制备这种周期性硅纳米结构来得到高质量结构色通常要使用复杂且成本高昂的制备方法,制备过程要依赖于复杂的设备,如化学气相沉积、电子束光刻和反离子刻蚀等,制备过程繁琐。此外,通过这种方式一般只适用于在微小尺寸制备,尺寸变大时,其结构色质量变差。基于以上问题,在本课题中,我们使用了一种新的结构色制备方法,即基于金属辅助湿法化学刻蚀的方法刻蚀硅纳米结构实现高质量的结构色。通过调节刻蚀过程中的参数,实现对可调节硅介孔结构的优化,并深入讨论了硅纳米结构的结构色性能及其影响因素,最后结合多种手段实现从厘米级到微米级的高分辨率任意图像的结构色展示。本论文的具体工作包括:1、通过对金属辅助湿法化学刻蚀过程中金属纳米颗粒沉积过程中参数的调节,成功控制沉积金属纳米颗粒的形貌,实现在纳米尺度上的硅介孔结构的可控调节制造。通过制备这种硅纳米结构,可以形成鲜艳可调的结构颜色,测量了硅介孔结构的反射光谱来表征其结构色性能,并探索了刻蚀过程中不同催化剂对硅纳米结构和其结构色性能的影响。2、研究了绝缘衬底上的硅（SOI）衬底上结构色的光学性能,结合反射光谱表征和扫描电镜形貌分析结构色的形成原因。同时结合模拟计算,进一步阐释反射光谱随刻蚀时间的变化和不同衬底上结构色差异性的原因。3、通过制备掩膜板或者激光直写光刻微区图案结构,再结合金属辅助湿法化学刻蚀,成功实现了从大尺寸厘米级到小尺寸微米级的高分辨任意结构色图像的展示。将显示不同结构色的纳米结构硅与聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜结合起来,应用到有机溶剂检测等领域。