等离激元是在光波电场作用下金属微纳结构表面或内部自由电子的集体性振荡所产生的一种共振模式。它具有一系列新奇的光物理学特性,包括对光的选择性散射和吸收、局域电场的增强效应等。因此,等离激元微纳结构被广泛应用于表面增强拉曼散射(SERS)、化学/生物传感器等领域。此外,金属光子结构引入有机半导体发光器件中,可提高器件性能。本论文主要围绕等离激元以及有机半导体微纳结构的制备及其中的光电子学效应开展研究工作。主要内容如下:(1)双相随机分布的等离激元微纳结构制备将聚合物F8BT/PFB混合物薄膜中的相分离图案作为模版,制备了双相随机分布的金纳米岛结构。激光辐照使F8BT分子发生了选择性交联反应,去除未交联的PFB分子后,实现了相分离图案的剥离和固化。将图案金属化后,获得了随机分布的双相无序岛状金纳米结构。该结构强烈的等离激元共振光谱分布在400 nm至1.7μm波长范围内。这种双相等离激元结构对于SERS基底、随机激光以及光伏器件的应用具有重要意义。(2)飞秒激光直写表面增强拉曼散射基底利用飞秒激光脉冲与金纳米颗粒胶体薄膜的相互作用实现了随机分布大面积金纳米岛结构的直写制备。该结构由形状不规则、尖峰和凸起状金纳米颗粒聚集构成,同时存在大量的三维堆积的金纳米颗粒多聚体。其优势在于形成了高密度SERS“热点”,可以显著增强基底的SERS性能。和普通热处理工艺相比,利用飞秒激光直写制备的SERS基底的增强因子提高了三个数量级。并且,SERS信号强度大面积分布的标准偏差仅为5.1%,说明了SERS基底的高度均匀性和实用性。(3)基于分布式布拉格反射镜(DBR)微腔的光泵浦有机半导体激光器和OLED器件周期性阵列利用激光干涉光刻以及紫外光刻技术制备了具有DBR微腔结构的二元光栅。利用该结构成功实现了光泵浦有机半导体激光器的周期性阵列。实现了低阈值、多纵模的激光振荡输出,验证了DBR微腔的有效性。进一步将此DBR微腔结构引入有机半导体电致发光器件中,获得了具有微腔反馈机制的OLED器件的大面积周期阵列。发现了其电致发光光谱随外加电压的增大而窄化的特性,说明了电泵浦作用下DBR微腔具备选择性放大效应。为进一步实现电泵浦有机半导体激光器提供了一种可行性好的途径。(4)基于倾斜电极的纳米OLED器件周期性阵列,获得了其电致发光的高效、定向发射在大面积纳米光栅栅线一侧制备了纳米尺度的有机半导体电致发光器件。与常规器件中发光沿垂直于活性层方向出射不同,该器件利用了沿有机活性层传播的光线,并只需经过小于150 nm距离即实现输出,降低了波导限制和金属电极吸收造成强烈光损耗,从而可显著提高器件的光提取效率。器件的输出光方向沿着光栅一侧,通过改变光栅栅线的形貌可以获得不同角度的定向发射。实现纳米尺度电致发光器件,特别是实现其定向发射,在集成光电子学领域具有巨大应用前景。