由于微纳米尺度下的材料或者结构往往具有不同于宏观尺度下的独特的性能,因此制备纳米尺度的材料与结构并探索它们的性能已成为生产与科学研究中最热门的领域之一。出于这种需求,各种微纳米加工技术应运而生并不断发展,如光刻工艺、电子束曝光工艺、聚焦离子束工艺、扫描探针加工技术、纳米压印技术,自组装技术等。在这些技术中,除光刻和纳米压印技术外,一般在制备晶圆尺度大面积的均匀图形时耗时长、成本高；而对于光刻工艺来说,昂贵的设备和复杂的曝光系统则一定程度上增加了成本。本文基于对大面积、低成本制备纳米图案的需求,论文分别从自上而下和自下而上的纳米图案化制备方法出发,将复合纳米压印技术应用于大面积图案化蓝宝石衬底的制备中,并研究了这种衬底对于蓝光LED性能的提升；此外通过对聚合物共混薄膜相分离的研究,发展了一种无掩模纳米图案化技术,演示了其制备晶圆尺度大面积图形的能力,在光电器件制备中有着良好的应用前景。复合纳米压印技术应用于纳米图案化蓝宝石衬底的制备。图案化蓝宝石衬底技术(PSS)是近年来发展起来的一种提高LED (light-emitting diode)性能的衬底技术。一方面它能减少LED外延层生长时的位错密度,提高LED的内量子效率；另一方面它可以提高LED的光引出效率。由于蓝宝石衬底表面具有一定的翘曲度,常见方法在制备结构时可能会有很多的缺陷。本文利用复合纳米压印技术(HNSL)制备了2英寸面积的纳米图案化蓝宝石衬底(NPSS),这种压印技术具有制备亚15 nm尺度图形以及在曲面和非平面上制备图形的能力。相比于平片蓝宝石制备的蓝光LED,在NPSS上制备的蓝光LED性能得到了很大的提升,光输出功率和外量子效率分别提升了43.8%和40.9%,由于其制备周期短、成本低、产率及分辨率高,这种技术有望在工业生产纳米图案化衬底时得到应用。聚苯乙烯/聚乙二醇(PS/PEG)共混聚合物薄膜相分离的研究。PS和PEG由于之间相容性的差异,是常用的一种共混薄膜相分离体系,但是目前还没有见到关于以PS/PEG相分离结构为掩模,进一步加工微纳功能结构的报道。本文研究了PS/PEG共混薄膜在旋涂条件下相分离的过程,并研究了共混聚合物两组分比例、共混溶液质量浓度以及转速在体系相分离过程中的影响。基于PS/PEG相分离体系的纳米图案化技术-PBPSL。基于对PS/PEG相分离体系的研究,结合传统微纳米加工手段如刻蚀、镀膜、举离等工艺,我们发展了一种无需掩模的聚合物相分离纳米图案化技术PBPSL。这种结合旋涂工艺相分离的方法可以方便的制备大面积的纳米图形,对设备的要求性低,成本低,与微纳米加工中的常用方法可以兼容,最重要的是可以通过对相分离因素的调整来调整产生的图形尺寸,这种图形的尺寸通常来说对于微纳功能结构的性能有着很大的影响。同时,我们利用PMMA/SiO2/PS nanopores三层结构,实现了对PSnanopores结构纵向高度的放大,非常有利于大面积举离工艺的进行。PBPSL在表面增强拉曼散射(SERS)衬底制备中的应用。SERS技术广泛应用于各种定性、定量的测试中,因此发展一种大面积、高性能、低成本的制备SERS衬底的方法变得十分重要。我们将PBPSL技术应用于SERS衬底的制备中,得到了一种金属银颗粒间距为36 nm,银颗粒高度为65 nm的SERS衬底。其具有高达1.64×108的SERS增强因子,同时具有很高的均匀性(CV<5%),在实际的检测、分析等应用中有着良好的前景。PBPSL在低反射率硅衬底制备中的应用。低反射率的硅衬底在太阳能电池的制备中有着广泛的应用。本文通过PBPSL技术制备了在450 nm至950 nm波段范围内反射率低于3%的4英寸面积“黑硅”衬底,并通过COMSOL软件模拟了这种“黑硅”结构的反射、吸收谱；通过对于不同角度入射光的反射率模拟,发现这种低反射率的“黑硅”对于入射光的抗反射效果不依赖于入射光的角度。PBPSL在制备晶圆尺寸下纳米图案化蓝宝石衬底中的应用。通过PBPSL技术制备了2英寸面积的无序纳米图案化衬底,并在此衬底上生长GaN外延层,通过光致发光谱(PL)发现这种方法制备的纳米图案化蓝宝石衬底,对于LED性能的提高具有和利用纳米压印制备的周期性纳米图案化衬底相近的增强能力,尽管其均匀性低于周期性的纳米图案化衬底,但是仍然在一般工艺的要求范围之内。