表面增强拉曼光谱（SERS）能够反映分子的指纹信息,并且具有灵敏度高、无损、检测方法简单快捷等特点,近年来迎来了快速发展。传统的SERS基底材料以金、银等贵金属为主,由于其价格成本以及稳定性方面不能完全满足人们的要求,所以在实际应用受到诸多限制。非贵金属SERS基底虽然在灵敏度上不如贵金属,但由于其光学性质可调,生物相容性较好和成本较为低廉等特点受到了越来越多的关注。因此,研究开发新型非贵金属SERS基底材料具有重要意义。本文以MoO₂为研究对象,通过对其形貌的调控,合成出了两种形貌的MoO₂纳米颗粒,并将其作为SERS基底,探究了其SERS性能以及增强机理,并将其修饰为SERS探针,应用于细胞的三维成像研究。本文还有部分内容为ZrO₂固体电解质的中温电性能研究。本文主要研究内容如下:1)以溶剂热法合成了棒组装MoO₂纳米材料,并对其形貌、性质、SERS性能和SERS机理进行了探究。该纳米材料表面有大量纳米棒,这些纳米棒不仅增加了其表面积,还能够提供很强的局域表面等离子体共振效应,从而获得了很好的SERS性能。对罗丹明6G（R6G）的检测限达到10^-9 M,最大增强因子达3×10⁶。MoO₂ SERS基底不仅有着良好的灵敏度,还有很好地稳定性,无论是在酸碱环境下还是在空气中,均不会发生变化。我们还对其SERS机理进行了探究,发现在其SERS效应中既有物理增强效应,也有化学增强效应,二者共同发挥作用。2)以微波加热法合成了MoO₂空心球纳米材料,对其形貌、性质和SERS性能进行了探究。空心球结构能够进一步增强其等离子体共振效应,进而提高其SERS效应。MoO₂空心球纳米材料对R6G的检测限达10^-10 M,最大增强因子达4.3×10⁷。将MoO₂空心球与4-巯基苯甲酸（4-MBA）分子组装成探针分子,用于细胞膜的三维成像研究,该探针分子能够完整的描绘出细胞膜的形态,为单细胞三维拉曼成像研究提供了方法。3)以钇稳定的氧化锆（YSZ）为基础,用固相法和溶胶凝胶法合成了多种固体电解质,并对其进行不同方式掺杂,以改善其中温电性能。我们对固体电解质的形貌和中温电性能进行了探究,结果显示,YSZ-MgO-NaCl/KCl复合电解质的中温电性能最好,说明NaCl/KCl的掺杂有效改善了YSZ-MgO电解质的电性能。