金属纳米结构,尤其是高度有序的金属纳米结构的制备和其独特的光学性质是目前的研究热点之一。当金属纳米结构被光照射时,金属内的自由电子在入射电磁场的驱动下形成表面等离激元共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)。SPR的局部电场增强效应使其在表面拉曼散射增强(Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS)、负折射率材料、化学生物传感器、太阳能电池和光子器件等领域均有重要应用。目前制备金属纳米结构通常利用半导体微加工工艺,其加工成本高,在调节金属纳米结构的尺寸时灵活性不足。如何简单有效地制备结构、尺寸可调的金属纳米结构,并进一步提高其在各种光学应用中的性能成为目前一个亟需解决的难题。在此背景下,本论文展开了利用高度有序的超薄多孔阳极氧化铝(Anodic Aluminum Oxide, AAO)作为模板,快速制备有序周期性金属纳米点阵的研究。为灵活制备尺寸可调的有序金属纳米结构,进一步改善其光学性能提供了一条新的途径。具体的研究内容和结果如下：1.超大大孔间距AAO的制备技术和形成机制探讨。探索了草酸体系和磷酸/柠檬酸体系的电解液中超大孔间距AAO的制备方法,系统研究了氧化电压对孔间距的调节作用。发现孔间距随氧化电压升高而增大,在草酸溶液和磷酸/柠檬酸溶液中的孔间距分别为2.0nm/V和2.5nm/。在480V的电压下本文得到了孔间距达1000nm的超大尺寸AAO。同时发现铝箔的表面形貌对氧化膜形貌有重要影响,在抛光和不抛光的铝箔上相同条件下分别得到了多孔和致密两种截然不同的氧化膜。据此,结合铝箔表面电场分布的模拟,创新性地提出了表面缺陷引导多孔膜形成的机制。2.高度规整有序的超薄AAO模板制备。利用预压印的方法在铝箔表面构建了周期为480nm、高度有序的纳米结构,并以此引导多孔AAO的生长,制备出了孔间距为480nm、高度有序的AAO模板。同时研究了超薄AAO的氧化、膜转移、阻挡层去除等一系列复杂工艺,得到了厚度-1μm、长径比-2：1、孔径-250nm的通孔有序超薄AAO模板,为制备有序金属纳米点阵打下基础。3.有序金属纳米点阵的制备及其光学性质研究。以有序超薄AAO为模板,利用热蒸发法制备出了周期～480nm、厚度～100nm、间隙10～30nm的柔性有序金属纳米点阵,表现出奇特的光学性质。在不同入射角度下,这种柔性金属纳米点阵的反射光呈现出不同的颜色。在不同拉伸比下,还能对其光学透过率进行有效调节,从50%变化到60%。通过有限时域差分(FDTD, finite-difference time-domain)光学计算和实验测试,还研究了柔性金属纳米点阵在不同结构、尺寸以及拉伸条件下,表面拉曼增强的效果,其最高增强系数达到6000倍以上。