拉曼光谱可以提供分子特有的“指纹”信息，因此常被用于低浓度生物分子的探测。但在对于多数情况下，分子的拉曼信号很弱，这严重限制了拉曼技术在分子测定方面的广泛应用。表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman Scattering。SERS）技术不但可以极大地增加分子的拉曼信号强度，同时还能获得关于吸附分子的大量其他信息，因此有望被广泛的应用于诸多科学领域，尤其是生命科学领域。SERS活性基底的获得是SERS技术应用的物质基础，制备具有规则表面结构的活性基底正成为SERS技术研究的热点。　　 本文以硅纳米孔柱阵列（Si-NPA）为衬底，通过继承其独特的多孔、阵列结构，分别采用浸渍技术和真空蒸发技术制备了具有规则表面结构的新型SERS活性基底。通过控制制备条件并对比研究其SERS增强效果，实现了对Ag/Si-NPA活性基底制备技术的优化和对低浓度生物小分子腺嘌呤等的有效探测，并对相关的SERS增强机理进行了。结果表明，以Si-NPA为衬底制备的Ag/Si-NPA活性基底具有增强能力强、稳定性好、可重现性高等优异性能，而且制备工艺简单。因此，Si-NPA是制备硅基SERS活性基底的理想衬底。　　 本文的具体研究内容和主要研究结论包括以下几个方面：　　 1.以Si-NPA为衬底，采用浸渍沉积技术制备出具有规则阵列结构的SERS活性基底Ag/Si-NPA，并对其制备条件进行了优化。通过控制浸渍沉积条件和衬底Si-NPA的氧化状态，对比研究了采用不同制备条件获得活性基地的SERS增强效果，得到了最优化的活性基底制备条件，即：使用室温下自然老化一天的Si-NPA衬底、浸渍液中Ag+的浓度0.01 M，浸渍时间5 min。此外，针对活性基底表面吸附杂质的问题，发展了一种使用KCl溶液对活性基底进行预处理的有效杂质去除方法。　　 2.对采用优化条件制备的Ag/Si-NPA活性基底的表面结构和SERS增强能力进行了表征，分析了相关的SERS增强机制。结果表明，Ag/Si-NPA活性基底中银颗粒具有双重结构，即：由亚微米尺寸的银颗粒组成的环状网络结构和弥散分布于硅柱表面的银纳米颗粒。对腺嘌呤和若丹明6G分子进行SERS谱分析揭示出，Ag/Si-NPA活性基底对二者具有极强的探测能力，其相应的极限探测浓度可分别达到10-6 M和10-15M。根据SERS光谱特征，推断出腺嘌呤分子在Ag/Si-NPA表面吸附的状态，即：主要通过环外碱基和N7略有倾斜地垂直吸附于银表面；而活性基底的SERS增强能力则主要来源于银纳米颗粒和亚微米/纳米两个尺度银颗粒之问存在的间隙。在对超低浓度若丹明6G分子的SERS光谱研究中，明显观察到了谱色散、强度起伏等单分子光谱特有的非均匀现象，预示着Ag/Si-NPA至少对部分生物分子能够实现单分子探测。此外，Ag/Si-NPA活性基底具有良好的稳定性：即使在室温、大气条件下放置132天后，相应Ag/Si-NPA的SERS光谱强度仅有略有下降，谱的可分辨性保持如初。　　 3.采用真空蒸发镀膜技术制备了Ag/Si-NPA活性基底，对比研究了衬底结构、银膜厚度等参数对SERS活性的影响，分析了相关的SERS增强机制。结果表明，在相同银膜厚度下，Ag/Si-NPA活性基底对10-4M腺嘌呤和10-5M若丹明6G的探测能力均远优于Ag/Si活性基底，而Ag/Si-NPA探测能力的提高归因于Si-NPA衬底的独特表面形貌和结构。对银膜厚度与基底SERS活性的关系进行的分析表明，Ag/Si-NPA具有最强SERS效应时的银膜厚度为～20 nm。在此厚度时，真空蒸镀的岛状银膜呈“鳞片”状覆盖在硅柱表面及底部，银岛间存在大量的间隙，而Ag/Si-NPA的SERS能力增强则主要来自于这些间隙。而对于以单晶硅为衬底制备的Ag/Si活性基底，其具有最强SERS增强能力时的银膜厚度为～10 nm。在此厚度时，银膜中存在较多的小颗粒，其SERS能力增强主要来自于这些小颗粒的增强效应。随着厚度的增加，银膜中的小颗粒逐渐消失而表面趋于平滑，其SERS增强能力也逐渐减弱。