硬薄膜/软基底系统的失稳行为广泛存在于自然界和工程界中,并在生物医学、航空航天以及微电子等领域得到了广泛的应用,因而吸引了力学、生物学、材料学和物理学等领域科学家的关注。本文通过在硬薄膜/软基底系统的表面引入类四棱锥的周期性微结构,并采用实验、理论和数值模拟的方法系统地研究了表面微结构的间距、凹凸性、尺寸和排列方向等重要因素对失稳形貌的影响,并取得了一定的研究成果。本文的主要内容包括以下几个方面:（1）首先,通过光刻、湿法刻蚀和铸模等工艺在聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）表面制备了凸起和凹陷的类四棱锥微结构,通过对PDMS聚合物施加预应变和表面紫外臭氧（Ultraviolet ozone,UVO）处理得到含预应变的硬薄膜/软基底系统,进一步释放预应变使得系统发生失稳,并采用3D激光显微镜和光学显微镜对系统失稳后的表面形貌进行表征。（2）其次,讨论了大间距表面微结构对失稳形貌的影响。通过对实验结果的系统分析,探讨了微结构间距和UVO处理时间对失稳形貌的调控作用。通过有限元分析的方法讨论了薄膜弹性模量和薄膜厚度对失稳形貌的影响,验证了归一化微结构间距对于衡量失稳形貌的重要性,并得到了两相邻微结构间褶皱个数与归一化微结构间距的定量关系。进一步,基于最小能量原理验证了两相邻微结构间褶皱个数与归一化微结构间距的定量关系。（3）然后,讨论了小间距表面微结构对失稳形貌的影响。从实验的角度分析了微结构间距和UVO处理时间对表面失稳形貌的影响,以及从有限元分析的角度讨论了薄膜弹性模量和薄膜厚度对表面失稳形貌的影响,获得了归一化微结构间距与一个褶皱周期内的微结构个数的定量关系。并进一步分析了微结构尺寸与失稳形貌的关系。（4）最后,讨论了表面微结构排列方向对失稳形貌的影响。采用实验的方法分析了微结构排列方向与预应变方向夹角、微结构间距和微结构凹凸性对褶皱取向的调控作用。采用有限元分析的方法,分析了微结构排列方向与预应变方向夹角和褶皱取向的关系,并得到了临界夹角随归一化微结构间距的变化趋势。