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纳米尺度的晶体及由其构成的纳米材料，由于具有大块晶体所没有的高比表面积及限域所导致的量子尺寸效应、库仑阻塞效应、介电限域效应等独特的物理性能及在未来的纳光子学、纳电子学的潜在应用前景，在过去的二十年间受到人们的高度关注。近年来关于纳米材料与纳米晶的研究表明：纳米晶的性能及应用强烈依赖于其尺寸与形态。这使得形态可控的合成或生长纳米结构的晶体在纳米技术的发展中处于极其重要的地位。本论文就“界面限制的晶体生长和纳米结构的制备研究”展开了系列工作，主要取得了如下几个方面的创新性成果：
一、将聚合物微球自组织而成的二维或三维密堆积阵列与化学溶液沉积法相结合，发展了制备纳米环的“微球接触刻蚀法”，首次提出利用一种直径的微球同时制备两种直径的纳米环的技术，而两种纳米环的外径之比与内径之比可以通过相关界面的界面能及接触面的大小来调控。通过控制实验过程与实验参数，还可以在衬底上得到单一直径纳米环的有序阵列。
借助直径为450纳米的聚苯乙烯微球胶体晶体，利用该法可得到外直径约250纳米，内直径约150纳米的较大的纳米环，较小的纳米环大多数外直径在100-120纳米之间，内直径在60至80纳米之间；借助直径为244纳米的聚苯乙烯微球胶体晶体，通过“微球接触刻蚀法”的工艺过程可得到环的外直径约120纳米，内直径约80纳米较大的氧化锌纳米环，较小的纳米环的外直径约60纳米，内直径约40纳米。基于扫描电镜的观察结果揭示并分析了纳米环的形成机制、指出了调控纳米环内径与外径的关键因素。这项工作拓展了运用胶体晶体可制备纳米结构的范围，为纳米环及其有序阵列的制备提供了新技术。
二、首次将银枝晶的生长形态由普通的致密分叉结构调控成超薄带状结构与超薄银纳米箔片。通过在硅片—硝酸银水溶液置换反应生长银枝晶的系统中引入表面活性剂、助表面活性剂，可得到与没有使用表面活性物质所得的银枝晶生长形态不同的新型银纳米结构。所得超薄分叉带的分支带的长度可达10个微米长；分支带的厚度在15至20纳米之间；分支带的宽度在50纳米至100纳米之间。所得超薄银纳米箔片的大小约几个微米，而厚度仅为20纳米左右。通过系统的实验发现：在此系统中单独引入表面活性剂油酸钠、单独使用助表面活性剂都可将银枝晶的生长形态调节为分叉带结构，而当它们复配使用时，能更有效的产生分又带结构。银枝晶生长形态的改变缘于表面活性物质、助表面活性物质的引入改变了银枝晶生长的界面环境。该系列实验工作为枝晶的研究注入了新鲜内容，为新型分叉金属纳米结构的制备提供了可资借鉴的新途径。
三、在铜箔—硝酸银水溶液系统中，在表面活性剂油酸钠与助表面活性剂的协同作用下，首次将普通银枝晶的生长形态调控为兼具枝晶与纳米带双重特征的超长超薄的分叉银纳米带。在优化的实验条件下，分叉银纳米带的分支长度多在几十微米，有的甚至可达上百微米长，而厚度仅在二三十纳米左右，带的宽度在一百纳米左右，带的边缘多呈规则的锯齿状；生长分叉银纳米带的工艺简单环保、不需昂贵的生长设备、重复性好、成本低廉。这项实验工作为纳电子学、纳光子学的研究提供了新型的物质载体。基于系统的实验工作总结了将普通枝晶的生长形态调控为新型分叉纳米结构的关键要素：选择合适的枝晶生长系统，引入适当的表面活性物质，设计合理的实验方案，为将普通枝晶的生长形态调控为新型分叉纳米结构提供适宜的软界面生长环境。