微纳结构由于其优异的物理性能,已成为光学、电磁学、表界面科学和生物科学等领域的研究热点。微纳结构的应用较为广泛,例如可以提高太阳能电池的光电转换效率,气敏传感器的灵敏度等等。目前,制造微纳结构的技术手段按照被制造的微纳结构材料是否为硅可以分为硅微纳制造和非硅微纳制造。对于硅微纳制造来说,有光刻、显影和刻蚀等步骤。对于非硅微纳制造来说,即聚合物或其他金属的制造,有外延生长、阳极氧化、纳米压印、热塑工艺和模塑工艺等等。传统的光刻技术是已知的最精密微纳制造技术,但这种技术具有设备昂贵、制造成本高等的局限性。为了降低微纳结构的制造成本,纳米压印和软光刻技术应运而生。这两种技术能够解决传统光刻技术中由光源、光路系统和模板损耗等引入的成本问题。尽管纳米压印设备要比光刻设备便宜许多倍,然而对一般的实验室来说其设备费用仍较高。于是,集合两种技术优点的毛细力光刻技术在2001年被提出。毛细力光刻技术的实施仅需使用一块母版和一个加热板或紫外固化设备,无需使用特别昂贵的大型设备,这极大地增长了该技术广泛应用的前景。毛细力光刻技术是一种应用液体毛细现象的技术,当我们把聚合物加热至玻璃化转变温度以上时,聚合物会从固态转变为高弹态,弹性模量达到最大,因此具有一定的流动性。此时,使用一块PDMS软模板利用毛细力光刻技术即可实现对原母版上微纳结构的可靠复制。本文将重点研究毛细力光刻技术,对应用毛细力光刻技术制造单层微纳结构和多尺度微纳结构进行深入研究。具体研究内容如下:1.利用光刻、软光刻技术制备毛细力光刻实验所需母版。本文使用光刻技术和软光刻技术制备出直径分别为2、4、8、10、20、40、100、300、500μm,高为～5.5μm的圆柱阵列;直径分别为4、8、10μm,高为～159 nm的圆柱阵列;线宽分别为2、4、8、10μm,高为～159 nm的条带阵列（光栅）;周期分别为400、500、600、700 nm,高分别为～150、～150、～250、～250 nm的条带阵列（光栅）。通过光学显微镜（Optical Microscope）和原子力显微镜（Atomic Force microscope,AFM）测试所制备模板的表面形貌并优化制备工艺。2.利用毛细力光刻技术制备了单层光栅结构。本文对毛细力光刻工艺条件中的退火温度、退火时间和聚合物薄膜厚度进行了详细研究,所制备的实验样品均通过原子力显微镜进行表面形貌表征。实验结果表明,毛细力光刻技术的工艺实施条件对制备理想微纳结构具有重要影响。同时,我们还对光栅结构进行了分光效果的测试。结果表明,通过毛细力光刻制备的光栅样品具有与理论计算相同的光栅分光效果。3.利用毛细力光刻技术实现光栅母版的分辨率加倍复制。该工作主要内容是通过毛细力光刻技术制备较母版光栅分辨率提高一倍的复制品。在第2项工作中,随着聚合物薄膜厚度的减小,我们在光栅主条带的夹缝处发现了次级条带。通过优化实验工艺,我们最终使用DVD母版（可认为是一块光栅）在膜厚条件为50 nm到100 nm之间实现了主条带和次级条带高度基本一致的分辨率倍增复制品的制备。我们还对次级条带的产生原因进行了分析,提出了PDMS软模板拉起聚合物的潜在可能。4.通过两步毛细力光刻和紫外光辅助的毛细力光刻制备了多尺度微纳结构。该工作主要阐述了两步毛细力光刻和紫外辅助的毛细力光刻两种技术制备多尺度微纳结构的可能性。我们发现,通过两步毛细力光刻技术制备的多尺度微纳结构存在复合结构区域较小的问题。另外,紫外辅助的毛细力光刻技术能够有效制备面积较大的多尺度微纳结构。最终,我们通过比较不同结构的疏水和抗冰性能后发现:相较于单层的微纳结构,多尺度微纳结构能够有效提高材料表面的疏水和抗冰性能。