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液相激光烧蚀可以产生局域超高温超高压的极端非平衡条件，可用来制备多种纳米结构材料，还能形成其它常规手段所不能形成的具有独特结构的纳米颗粒，近年日益受到人们的关注。然而，很多问题尚待解决，如液相介质对制备纳米颗粒的形貌、尺寸以及性质的影响，如何有效控制纳米颗粒的尺寸分布，如何更加有效的收集所形成的纳米颗粒等等。鉴于硅的纳米颗粒具有独特的光学性质和重要的应用背景，而通常采用的水热合成法，条件相对苛刻，而且某些有毒物质如硅烷，氢氟酸等不可或缺，本文利用液相激光烧蚀的方法，制备了硅纳米颗粒，研究了纳米颗粒的形成，探索了其光学性质、化学稳定性等；进而，基于液相激光烧蚀所得的纳米颗粒胶体，采用电泳方法结合单层聚苯乙烯小球模板，研究了纳米颗粒的组装行为，成功构筑了空心球纳米结构阵列。创新性结果如下：
1.成功地获得了尺寸细小、均匀的硅纳米颗粒，实现了尺寸的控制；探索了不同液相介质对液相激光烧蚀产物的影响。不同的液相介质由于具有不同的热容量，导热系数等，直接影响液相激光烧蚀产生的等离子体所能够达到的温度和压强，进一步影响纳米颗粒的成核与生长过程。研究发现在乙醇中制备的硅颗粒较水溶液中的更加细小、均匀。
2.提出了一种室温下合成超细立方相碳化硅量子点方法。当利用激光长时间辐照浸入有机溶剂(如乙醇，甲苯等)中的硅靶材时，除了有硅的纳米颗粒以外，还有立方相碳化硅量子点的生成，结合随后的选择性侵蚀去除硅以后，笔者得到了尺寸分布很窄，平均粒径在3.5nm的超细立方相碳化硅量子点，这为研究其量子限域效应提供了模型材料。在随后的实验结果中观察到显著的量子限域效应。
3.研究了液相激光烧蚀制备的硅纳米颗粒的光学性质，发现其具有少见的蓝色发光，并伴随明显的时效增强。通过检测对样品不同气氛退火处理后，此蓝色发光的峰位和强度变化，深入讨论了此蓝色发光的起因。
4.研究了硅纳米颗粒的对贵金属离子的还原行为，发现激光烧蚀所得的硅纳米颗粒对贵金属离子有较强的还原特性，而其它常规方法所得的硅不具有这种特性。揭示了这种强的还原特性归因于激光烧蚀所得的硅纳米颗粒高活性的新鲜表面。这一结果，有望应用于土壤及水中的重金属离子污染的治理。
5.基于液相激光烧蚀所获得的胶体溶液，提出了模板-电泳的空心球微/纳结构阵列的组装新策略。成功获得了银、硅等的空心球阵列，实现了阵列结构参数的控制。这一策略具有原理简单、普适性等特点，可望用来制备其它的多孔壳层的空心球微/纳结构阵列。
6.探索了非致密排列微/纳结构银空心球阵列中球与球之间距离以及球壳中纳米颗粒的尺寸对等离子体共振峰位以及拉曼增强的影响。证实等离子体共振耦合强度对吸收峰的移动以及拉曼增强有显著影响。
7.发现了液相激光烧蚀所得的银纳米颗粒在电泳中的晶体生长现象，提出了电泳诱导颗粒碰撞-取向连接的生长机制，揭示了这种取向连接起因于激光烧蚀所得的银纳米颗粒高活性的表面。这一结果加深了对胶体电泳过程的理解。