自表面增强拉曼散射(SERS)效应在1974年被发现以来,SERS技术在物理、化学、生物、考古、医药、食品卫生等领域均获得了广泛的关注与应用,对该效应的研究已有四十余年的历史。SERS技术在实际检测应用中的一个基本条件就是要制备具有高灵敏度、可靠稳定性和良好可重复性的SERS基底,这也是近年来SERS研究领域的一个重要方向。在已有的多种SERS基底当中,半导体纳米结构作为支撑结构的基底表现出了杰出的性能优势,特别是制备过程简单、可高通量大规模生产、价格低廉的金属氧化物半导体纳米结构材料更加吸引了研究人员的注意力。半导体纳米结构制备技术的快速发展为SERS技术的研究注入了新的活力,同时,SERS应用技术的逐渐成熟也进一步推动了先进的半导体纳米结构的构建。两者呈现相辅相成、相互补充的发展趋势。本论文中,我们采用了价格低廉、制备过程简单的MnO2纳米壁薄膜作为SERS基底的支撑结构,通过真空热蒸镀的方法与金纳米粒子复合形成MnO2/Au复合纳米结构,并将其作为一种新型的SERS基底用于高灵敏的分子检测。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线粉末衍射分析等手段对MnO2纳米壁薄膜和MnO2/Au复合纳米结构薄膜进行了详细的物性表征；随即将结晶紫分子作为拉曼活性分子来对MnO2/Au复合纳米结构薄膜的SERS增强能力进行了测试,结果表明其检测灵敏度可达10-8M,增强因子高达108；同时,为了探究MnO2/Au复合纳米结构的SERS增强机制,我们采用了时域有限差分法(FDTD)来对MnO2/Au复合纳米结构进行了电磁场强度分布仿真模拟,明确了该SERS基底的物理增强的来源；最后,我们引入拉曼逐点扫描成像技术来对MnO2/Au复合纳米结构薄膜基底的增强可重复性进行了评估。一系列检测结果表明,新型的MnO2/Au复合纳米结构薄膜基底在SERS应用中具有高检测灵敏度、优异的稳定性和较好的可重复性。该SERS基底的成功制备为生物分子探测等SERS应用领域提供了一种新型的、廉价的复合型纳米结构基底。