微纳结构以其特殊的光、电、磁等性质在众多领域有着广泛的应用,而周期性排列的微纳结构因具有良好的结构有序性和可控性在表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman Scattering,SERS）基底制备领域引起了广泛关注。但基于光刻工艺的SERS基底制备需要昂贵的设备,成本高,从而限制了这类SERS基底的应用。采用低成本、多样化的胶体球自组装技术可方便、精确的制备周期性排列的微纳结构。本文采用聚苯乙烯（Polystyrene,PS）球自组装技术制备微纳结构作为SERS基底,同时研究SERS基底在检测方面的应用。主要开展的工作和成果如下:（1）基于气液界面法搭建了一套实验装置可制备出大面积紧密排列的聚苯乙烯（PS）球自组装单层膜并平稳的转移到衬底上。通过反应离子刻蚀法（RIE）制备了非紧密排列的PS球自组装掩膜,实验发现,PS球直径随着刻蚀时间的增加而线性减小,由此可精确控制PS球掩膜以及微纳结构的尺寸。（2）利用刻蚀工艺对PS球进行表面粗糙化,并形成纳米金颗粒从而制备了大面积基于PS球结构的SERS基底。此SERS基底灵敏度高、重复性好。采用时域有限差分法证实纳米金颗粒可以提供更多的电磁热点,SERS基底的增强因子达到10⁸,相对标准偏差为6.64%-13.84%。将SERS基底用于检测孔雀石绿分子,检测限达到50ng/m L,特征峰在1175、1365和1617cm^-1处的拉曼信号强度与孔雀石绿分子浓度的对数存在一定的线性关系。（3）基于PS球自组装技术制备了大规模、周期性排列的纳米硅柱（Si NRs）阵列,然后在Si NRs阵列表面溅射形成纳米金颗粒制备而成SERS基底,实现了高灵敏度和高重复性的分子检测。纳米金颗粒提供了更多的电磁热点,SERS基底的增强因子达到10¹⁰,相对标准偏差为6.68%-11.68%。马拉硫磷的检测限达到1ng/m L,且特征峰在1284cm^-1处的拉曼信号强度与马拉硫磷浓度的对数呈良好的线性关系。本论文并使用便携式拉曼光谱仪对SERS基底进行测试,展现了所制备的SERS基底在现场实时检测的初步应用前景。