卷曲纳米技术是将具有内应力的纳米薄膜层释放后其自主卷曲成为三维微纳结构,是一种制备卷曲微管简单而高效的方法。近年来经过科研学者的努力已经利用该方法制备出多种材料的卷曲微管,并且运用于光学检测、微驱动以及生物医学领域。微纳尺度的管状结构由于其独特的物理、化学性质和在多个领域具有的巨大的应用空间,已经成为当前研究的热点。本论文立足于卷曲复合贵金属微纳管的制备与表征,并研究了其拉曼散射特性,获得的主要成果有：1.创新地将氧化物纳米薄膜与贵金属纳米薄膜结合,通过设计纳米薄膜层之间的内应力梯度,制备出了卷曲紧密、卷曲方向一致并且排列整齐的卷曲复合贵金属微管,克服了以往纯金属微管所存在的一些缺点。这些卷曲微管的管径可以通过改变参数(材料组分、薄膜厚度、牺牲层图案)来调控。研究表明相同的材料组分下,纳米薄膜层厚度越薄卷曲微管的直径越小,这是薄膜内应力与重力合作的结果。光刻胶牺牲层的图形也对卷曲微管管径有影响,是因为从光刻胶上释放纳米薄膜的时候,内应力是在微管的轴向和径向两个方向同时发生的。2.将卷曲微管应用于表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)的测量后,证明了卷曲微管具有良好的表面增强拉曼散射特性,且增强因子(enhancement factor, EF)高达1.2×105。通过测量分析不同浓度的探针分子下拉曼光谱特征峰强度的走势以此得到了卷曲微管作为拉曼活性基底的有效测量范围为10-6-10-4 M。然后测量了卷曲微管表面不同位置处的拉曼强度,通过实验与理论模拟两方面得到了单根微管表面的探针分子拉曼信号强度的分布,并分析其原理是由于表面等离激元共振(surface plasmon resonance, SPR)而引起的卷曲微管表面的局域电磁场增强。3.卷曲微管是一种具有独特新颖形貌的双曲超材料(hyperbolic metamaterials, HMMS),它奇特的色散关系可以有效控制电磁波在材料内的传播。论文中首先分析了卷曲微管的管状结构对于表面增强拉曼散射的贡献,结论表明微管曲率的增大对于探针分子的信号增强能力变强。随后探索了一种调节卷曲微管结构表面增强拉曼散射信号强度的简单而有效的方法：使用原子层沉积(atomic layer deposition, ALD)在材料表面沉积氧化铝薄膜作为钝化层来改变探针分子与材料表面的距离。通过实验测试找到了拉曼信号强度变化曲线的奇点,在钝化层厚度为3nm时,拉曼光谱1650 cm-1处特征峰强度最强,增强因子高达4×105。理论模拟也证明了此奇点,原因解释是电介质的光学增益和电磁场的距离依赖理论共同作用的结果。