在聚合物表面加工得到的三维纳米结构应用广泛,如纳米光栅传感器、二元光学中纳米结构表面以及拉曼增强基底等。目前三维纳米结构的加工方法主要有聚焦离子束加工(FIB)、电子束加工(EBL)以及光刻等,原子力显微镜(AFM)因其较高的空间分辨率、原位检测以及较低的环境要求等特点被越来越多的学者用于纳米加工领域。原子力显微镜在聚碳酸酯表面扫描刻划加工时会出现周期性类正弦的波纹结构。然而波纹结构的形成机理尚未明确,且加工参数与波纹结构尺寸间的关系仍需进一步研究。拉曼检测为无标记检测法的一种,能够通过特定的相互作用位点探测选定的生物分子,在生物分子检测领域应用潜力巨大。目前对蛋白质进行拉曼检测主要基于胶体系统,由于胶体样品难以控制会导致分子结构灵敏性较低且拉曼信号重复性较差,而以确定的微纳结构作为拉曼增强基底则可以有效解决上述问题。基于以上原因,本文选择聚碳酸酯薄板作为实验样品,以原子力显微镜作为加工设备在其表面进行波纹及点阵结构的加工,主要研究了原子力显微镜扫描刻划加工波纹结构的形成机理以及加工参数对波纹及点阵结构尺寸的影响,并将波纹和点阵结构作为拉曼增强基底对罗丹明6G(R6G)和溶菌酶进行表面增强拉曼散射(SERS)实验。本文的主要研究内容如下:首先研究波纹结构的形成机理。通过理论建模的方法对加工波纹过程中探针悬臂的转角进行求解,并从AFM系统中提取针尖所受的摩擦力。对比不同扭转刚度系数探针加工得到波纹结构的尺寸差异并结合聚碳酸酯材料性能,对波纹结构的形成机理进行分析。利用原子力显微镜在聚碳酸酯表面单次扫描加工,研究加工方向、法向载荷、加工速度、进给量等对波纹结构形成的影响规律。此外,采用两次叠加加工的方法加工点阵结构,研究了两次叠加加工的轨迹夹角以及样品旋转对得到点阵结构质量的影响。波纹及点阵结构作为SERS基底对R6G和溶菌酶进行拉曼检测。对R6G检测中主要研究基底结构、金膜厚度以及溶液浓度等对拉曼增强效果的影响规律。对溶菌酶及其二元蛋白的检测中主要研究不同基底对拉曼增强效果的影响以及溶菌酶和硝酸根与银基底的双层吸附机理。同时研究了二元蛋白中胰岛素含量对拉曼结果的影响,为用拉曼方法检测组织或细胞提供了基础。