本文利用单层胶体晶体模板技术，结合电化学沉积等方法，合成宏观尺度纳米结构阵列，研究其结构相关的物性和原型器件。着重于探索新型的胶体晶体刻蚀技术，寻求宏观尺度纳米结构阵列的控制合成，考察阵列体系结构相关的物性，探讨基于纳米结构阵列的原型器件。主要内容与创新点如下：　　 ⑴构筑技术基于单层胶体晶体模板，发展了一步电沉积法，提出了两步复型法，设计了逐步合成法；合成了一系列新颖的纳米结构阵列，如空心球类、分级结构类、双周期类阵列等等。阵列体系具有宏观尺度，为物性研究提供了便利，为器件化提供了近期可实现性。　　 ⑵物性研究合成了具有光子带隙行为的Ni(OH)2单层微/纳空心球阵列，发现其带隙位置的调制规律、与入射角无关的行为以及对环境气氛的敏感特性，进而提出了等效双层光子晶体模型，揭示了光子带隙与入射角无关的本质，为解决传统光子晶体带隙位置的角度相关性这一应用难题提供了新途径。研究了Au微/纳结构颗粒阵列的表面增强拉曼散射(SERS)效应，发现其强的活性以及结构增强的规律，进而设计合成了高密度间隙的花状Au微/纳结构，获得具有ppt级探测极限的SERS活性衬底。　　 ⑶器件设计设计了基于等效双层光子晶体的光学气敏原型器件，基于SERS的生物传感以及痕量检测原型器件，基于光透射有序孔阵列衍射原理的光波长计原型器件。