纳米材料是21世纪最有前途的新材料,其制备、研究和应用构成了当今最为活跃的研究领域。纳米材料因其特殊的结构,呈现出一系列优异的力、热、光、电、磁、声、储氢、吸波等性质,具有广阔而深远的应用前景。至今已发展多种纳米材料(线、管、微粒)的制备方法,如电弧法、催化热解法、激光烧蚀法、化学气相沉积法、分子束外延法、模板合成法等。其中,模板法由于具有限域能力,容易调控所制一维纳米材料的尺寸和形状,成为制备纳米材料的一种十分重要的途径,为制备金属、导电高分子、磁性材料、半导体等的纳米线、管以及诸如多层纳米线、超晶格、量子点等新型的可用于大规模集成的功能材料开辟了新的空间和机遇。孔性氧化铝模板(AAO)具有孔径在纳米级的平行阵列孔道,其孔径、孔密度和孔深度可以通过改变制备条件方便调控。因为它是一种无机材料,具有良好的热稳定性和机械特性,可允许对合成的纳米结构作进一步的后处理,如化学修饰、沉积、刻蚀以及机械加工等,从而组装出很有应用前景的各种原型器件,所以成为制备纳米材料的首选方法之一。近年来,有序多孔氧化铝模板的制备工艺,生长机理以及用作模板合成有序纳米阵列结构的研究,已成为纳米材料研究的一大热点。在表面增强拉曼散射(SERS)研究中,衬底的制备非常重要。到目前为止,制备增强衬底的常用方法有电化学氧化还原法(ORC)、金属溶胶法、化学沉积银岛膜、真空镀膜、激光刻蚀的金属溶胶和机械抛光等。不同的活性衬底各有优点,但又都不同程度的存在着一些缺点,如表面粗糙度不均一、实验装置昂贵、容易受杂质离子的干扰,或者很难控制纳米粒子的尺寸和稳定性等。本论文中,我们采用电化学沉积技术,在孔性氧化铝模板内组装高SERS活性的金属纳米线阵列,制备出粗糙度均一、可控,且增强效果极佳的SERS活性衬底。通过改变模板的孔径大小、沉积纳米材料的时间长短等参数,研究了不同SERS衬底的增强特性;我们还用孔性氧化铝模板组装了半导体CdS纳米线阵列,通过研究它的光学声子振动模来分析其独特的光学特性。本论文共分为四章,主要内容如下:第一章:纳米材料与纳米科学简介。介绍了几种典型的纳米材料,纳米材料的特性及制备方法;模板法合成纳米阵列的研究历史以及SERS活性衬底的研究现状;最后简述了本论文的研究内容和意义。第二章:多孔氧化铝模板的制备方法和表征。采用合适的实验参数,用自制电解氧化槽制备出孔径均一、孔深度和孔密度可调的孔性氧化铝模板。扫描电子显微镜(SEM)照片显示,AAO是一种很好的制备有序纳米线阵列的样模材料。第三章:有序银纳米线阵列的制备及其SERS研究。用交流电沉积法在孔性氧化铝模板内制备银纳米线阵列,并以它为衬底,用巯基吡啶(4-MPy)分子作探针检测其表面增强拉曼散射信号。原子力显微镜(AFM)照片显示,银纳米线相互平行、排列有序并且垂直于氧化铝基底。4-MPy的SERS谱表明这种银衬底是一种很好的增强衬底,SERS谱强度随银纳米线露出衬底表面高度的变化而变化,但拉曼频移基本不受表面状态的影响。第四章:半导体CdS纳米线阵列的制备和光谱研究。用交流电沉积法在AAO模板内组装CdS纳米线阵列。拉曼光谱研究结果表明激发波长的选取对纳米CdS的光学信号也有影响;将CdS纳米微粒沉积在银衬底上,采集到的拉曼光谱表明银衬底对CdS的拉曼信号有增强作用。另外,纳米CdS的SERS谱研究表明,SERS信号随银纳米线长度的增加,强度逐渐增强,然后逐渐趋近饱和。