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低维材料，如纳米点和纳米线具有宏观材料所不具备的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和量子隧道效应，它们在微电子、纳电子、量子信息存储、量子光电器件等方面具有广阔的应用前景。模板法是制备低维纳米阵列材料的一种重要的方法，本论文通过研究纳米孔氧化铝阵列模板(以下简称AAO模板)和硅基AAO模板的制备，并电化学沉积和溶胶凝胶方法，研制了几种不同材料的纳米线阵列；研究了稳态条件下半导体纳米线的半径与电子能态的关系。本文主要研究以下几方面内容：
(1)通过实验研究得到了优化的实验参数。结果表明，高压、低温、低浓度的实验参数有利于制备出高质量有序的AAO膜板，为应用AAO作模板研制Ag和TiO2纳米线阵列材料奠定了基础。
(2)基于上述的优化实验参数，研究了硅基的高质量有序AAO膜板的制备。为应用硅基AAO作模板研制ZnSe半导体纳米线阵列材料奠定了基础。
(3)在硅基AAO模板中，用模板一直流电沉积方法制备ZnSe半导体纳米线阵列材料。在AAO模板中，用溶胶凝胶法制备了Ag纳米线和TiO2纳米线阵列。
(4)扫描探针显微镜(SPM)的观察结果表明，所制备的AAO模板和硅基AAO模板的孔径尺寸、孔深一致、可控、孔径排列高度有序。用硅基AAO模板—电化学沉积方法，成功地制备出有序的ZnSe纳米线阵列。用AAO模板-溶胶凝胶法成功地制各出有序的Ag和TiO2纳米线阵列。
(5)从薛定谔方程出发，用一维势阱波函数的方法计算，在稳态条件下，得到量子线中电子的能态和波函数；由于量子线的柱对称性，将三维的贝塞尔方程方程化为一维的径向的贝塞尔方程，解一维的贝塞尔方程得到量子线中电子的能态和能级图。建立了纳米线的物理模型，并用Synopsys TCAD微电子器件仿真软件，模拟分析了纳米线的直径和长度分别随电导和电压的变化关系。