硅与硅氧纳米管与现有的硅微电子集成工艺相兼容,并且在发光材料、纳米电子器件、玻璃纤维、催化和生物领域有着潜在的应用价值,是当今科学研究的热点和前沿领域。同时纳米组装体系也是目前纳米材料研究的新热点,科学家根据不同需求,设计、组装、创造新的体系,使该体系具有人们所希望的特性。超长排列的半导体纳米线和管状结构在材料组装和应用方面具有明显的特点和优势。本论文通过电纺丝方法制备了排列的聚合物和掺杂金属氧化物纳米线,进一步通过TUFT法制备了排列且直径可控的硅与硅氧纳米管,并对硅氧纳米管的光致发光性质进行了研究。论文中的主要研究结果总结如下：1.使用电纺丝平行电极法制备了PVP排列纳米线。通过对排列纺丝工艺的改进,提高了纺丝的取向程度和排列长度,制备了直径200 nm,长度在厘米量级且排列整齐的PVP纳米线。通过实验发现,要获得高的有序排列程度,必须达到的三个条件：1).使用金属片作为平行电极,且悬空放置；2).选择合适的空隙距离和固化距离；3).纺丝过程中只有一个射流,且使倒锥形稳定而不摆动。2.以PVP为基体制备了未掺杂和Co掺杂的排列TiO2纳米线,并对纳米线的形貌,成分和结构进行了表征。电纺丝排列后的纳米线直径为250 nm,高温退火后,纳米线变为串联在一起的TiO2颗粒,直径变小,这与PVP的高温分解有关。Co的掺入促进了TiO2从锐钛矿相向金红石相的转变,当TiO2转变为金红石相时也形成了CoTiO3,说明Co没有完全进入到TiO2金红石相的晶格中,而Co在锐钛矿相中的存在形式还有待进一步确认。同时,在VSM测试中并没有显示出室温铁磁性质,这可能与测试设备的精度有关。3.以排列的PVP纳米线为模板在PECVD系统中制备了超长排列且具有高比表面积的SiOx纳米管,并对纳米管的形貌,成分和光学性质进行了表征。制备过程中U型框的使用不但方便了PVP模板线的转移,而且在沉积过程中对包裹的完整性起到了很好的作用。同时,通过烘烤来控制PVP模板线直径,进而控制SiOx纳米管的内径；通过调节沉积时间来控制SiOx纳米管的壁厚。由此,可以在不影响排列长度和取向程度的情况下控制SiOx纳米管的直径。由于管壁光滑致密,随着管径的减小,大部分PVP模板线高温分解后的产物会留在管内。光致发光测试中,SiOx纳米管具有较强的蓝绿发射峰,其中514 nm的发光峰最强并伴有两个位于415 nm和624 nm的肩峰。这个蓝绿发射是由纳米管的缺陷引起的。4.以悬空排列的PVP纳米线为模板在HWCVD系统中制备了超长排列的Si纳米管(约4 mm),并对纳米管的形貌,成分和光学性质进行了表征。分别利用烘烤PVP纳米线和调节沉积时间来控制Si纳米管的内径和壁厚。由此,可以在不影响排列长度和取向程度的情况下控制Si纳米管的直径。在反应室不同的位置得到包裹程度不同的纳米管,这是腔体中不同区域解离气体的浓度和运动状态不同引起的。管壁由纳米颗粒或纳米柱组成,但内表面比外表面更加光滑平整。Si纳米管的微区PL谱中出现了红、绿、蓝三个发光带。这些发光带分别是由量子限制—发光中心过程和缺陷中心的辐射复合引起的。