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健康和安全是人类永久的追求，与之相关的有毒有害物品检测以及痕量爆炸物分子的检测需求也逐年增加。最近几年，新闻报道中经常出现由恐怖分子制造的爆炸事件，这严重影响人民群众生命安全。具有超高灵敏度的单分子检测技术能让毒品和爆炸物无处遁形，这种涉及国家安全领域的重大科学问题吸引了众多研究人员的目光。分子在不同条件下的吸收或发射的光谱波长、强度、偏振态等性质是该分子固有特征，光谱方法被认为是探测和研究痕量分子的有力工具。但是Raman光谱的散射截面积（10-30-10-25cm2）相比于荧光散射截面积（~10-16cm2）非常小，使得分子水平的微弱Raman信号淹没在较强的荧光信号中，灵敏度较低。SERS技术(Surface-enhanced Raman scattering)的出现弥补了传统Raman散射光谱信号微弱、灵敏性低、背景噪声中荧光干扰多等缺点，成为探测界面特性和分子间相互作用、表征分子吸附行为和分子结构非常有效的现代测试分析工具。本文提出了一种纳米金(Au)/碳纳米管(CNTs)复合SERS基底结构，计算了SERS增强倍数；采用时域有限元差分算法，对该SERS体系结构内的电磁波传播情况进行了计算；采用化学气相沉积法（CVD）制备了实验样品；并对实验样品进行了表征及Raman测试，并分析了其原因和机理。全文主要研究内容如下：①提出了Au/CNTs的复合SERS基底结构，该结构结合了CNTs独特的网状结构和金纳米粒子的电磁场增强作用，将CNTs和金纳米颗粒两者的优点结合起来。因为CNTs排列形态有二维和三维的差异，本文分别得到了两大类复合模型，即Au/CNTs二维无序薄膜模型（2D模型）和Au/CNTs三维有序阵列模型（3D模型）。采用时域有限元差分算法（FDTD）分析了影响复合SERS基底电场分布的因素。通过对2D模型、3D模型进行数学建模及仿真运算，定性的得到了复合结构的电场分布情况，获知了影响电场分布的因素，这对后续实验的开展奠定了基础。②运用化学还原法制备了纳米Au溶胶，运用化学CVD法制备了三维CNTs阵列，通过自组装技术将纳米Au粒子与二维、三维CNTs有机结合，得到了2D模型SERS样品和3D模型SERS样品。对2D、3D模型复合SERS样品分别进行了样品结构表征，对样品在扫描电子显微镜（SEM）下进行扫描，得到了样品在微观尺度下的细节特征。同时本文还测试了金溶胶的紫外可见吸收光谱（UV-VIS），分析了金溶胶的特征曲线。③对2D、3D模型复合SERS样品开展拉曼光谱测试，从不同的罗丹明6G（R6G）探针浓度、不同的纳米Au颗粒的尺寸、不同的CNTs排列形态三方面进行了实验，结果表明，纳米Au颗粒的尺寸越大，复合SERS样品的Raman散射光强越大；3D结构基底相比于2D结构具有更好的测试效果。