基于嵌段共聚物自组装的有序纳米结构,在纳米光刻、水分离、光子晶体等纳米模板领域有着广阔的应用前景,如何有效的获得宏观范围内垂直取向结构是嵌段共聚物应用于工业界的一个关键问题,然而嵌段共聚物在界面自组装时通常会形成不利于工业应用的平行取向。目前,人们通常采用与嵌段共聚物有相同单体组成的无规共聚物刷调控嵌段共聚物的纳米结构取向,该种方法需要基底具备氧化层,此外调控不同体系的嵌段共聚物时需要合成相应的无规共聚物,为嵌段共聚物在工业上的应用带来了不便,因此发展一种高效的调控手段对嵌段共聚物的实际应用有着重大的意义。在本文中,构建了一种新的调控方法:通过层层自组装法制备聚丙烯胺盐酸盐(PAH)和聚丙烯酸(PAA)聚电解质多层膜诱导嵌段共聚物自组装纳米结构垂直取向。通过接触角仪和原子力显微镜(AFM)表征了多层膜的表面能和表面微观结构,实验结果表明通过改变PAH和PAA浓度可以有效的调控PAH/PAA多层膜的表面能,此外PAH/PAA多层膜的表面微观结构可以通过自组装浓度、多层膜的层数和退火工艺调控。通过AFM的“指纹状”形貌和掠入射X射线小角散射(GISAXS)的面外散射峰证实了PAH/PAA多层膜可以诱导嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)自组装结构垂直取向。用Scherrer方程分析GISAXS散射峰峰得到了PS-b-PMMA在不同浓度配比的聚电解质多层膜上的自组装结构有序度,确定了PAH/PAA多层膜在调控PS-b-PMMA自组装结构取向时的最优工艺参数。在此基础上,本文通过GISAXS原位实验研究了PS-b-PMMA在热退火过程中的相行为,实验结果表明在成膜的初期由于溶剂的挥发薄膜形成了非平衡状态的垂直取向,随着温度升高溶剂的挥发和分子链的运动导致垂直取向消失;在降温阶段由于改性层的诱导,PS-b-PMMA开始逐渐出现垂直取向信号,并且随着温度的降低垂直取向信号越来越强,这表明降温过程才是热诱导调控PS-b-PMMA结构取向的关键。本论文的主要工作是利用AFM和GISAXS相结合的表征手段研究了PAH/PAA多层膜对PS-b-PMMA自组装结构的调控作用,对于推动嵌段共聚物在工业上的应用有一定的积极意义。