当今科技前沿领域,纳米材料与纳米技术的发展突飞猛进。金属氧化物一维纳米材料是一类有着重要应用前景的功能材料。本文围绕着氧化钨和氧化锌这两种代表性的氧化物半导体材料,分别采用热蒸发沉积和化学气相沉积法,实现了大面积、均匀的一维氧化钨和氧化锌纳米线阵列的制备。本研究工作聚焦于氧化钨和氧化锌的纳米结构的新型场发射器件、光电化学转化器件、紫外光电探测器件和发光波长可调发光二极管(LED)器件,开展了以下几个方面的研究：(1)柔性电子器件的发展方兴未艾,新型柔性冷阴极材料在未来的许多领域中都有重要应用。本文采用热蒸发方法,实现了大面积、均匀的W18049纳米线阵列、W20O58纳米线阵列和WO3三维网络结构的制备,综合利用SEM、TEM、XPS和Raman散射等各种物性表征手段对其分析甄别。研究了氧化钨纳米线阵列/碳纤维结构的柔性冷阴极的制备方法和性能测试,发现W20058纳米线阵列/碳纤维柔性冷阴极材料具有4.3MV/m的阂值电场和高达12mA/cm2的发射电流,以及在5.25mA/cm2发射电流密度下,1小时内电流波动小于5%的高稳定性,这得益于这种柔性冷阴极材料具有良好电导率和热导率。这种W20O58纳米线阵列/碳纤维柔性冷阴极材料的发现和研究,极大的拓展和提升了在此之前人们在碳纳米管/高分子聚合物类柔性冷阴极材料的研究水平。(2)氧化钨纳米材料由于自身良好的物理、化学性质,在光催化和光电化学电池领域有广阔的开发前景。本文研究了WO3三维纳米网络结构巨大的比表面积和良好的电子传输通道对其光催化降解有机物性能,以及光电化学电池效率的提升。通过二次生长实现了双层W03纳米线阵列,表现出光吸收增强效应,光电化学转换效率在325nm处最高达到73%,总太阳能光谱转化效率为0.5%。利用氧化钨自身光催化活性,实现了简单、高效、均匀的贵金属(Au, Ag, Pt和Pd)纳米颗粒对W03纳米线阵列的修饰,由于金属颗粒/半导体材料界面的表面等离子体共振效应,其光电化学活性进一步增强。(3)氧化锌纳米材料紫外光电探测器有优异的性能,但是目前的研究表明,大的紫外光光响应电流和快速响应时间无法兼顾。本文阐述了垂直度良好的ZnO纳米线阵列制备方法,实现了ZnO纳米线直径的调控。利用ITO电极贴合方法制备了结构简单的ZnO纳米线阵列紫外光电探测器,由于器件由众多纳米线并联组成,能同时实现毫安级的光电流,以及毫秒量级的响应时间和恢复时间,具有实用化前景。此外还尝试利用交流电泳法,实现了氧化钨单根纳米线的电极接触,并讨论氧化钨纳米线的紫外光电响应性能。(4)氧化锌是一种重要的宽禁带半导体材料,在未来的光电子器件领域有重要的发展前景。围绕ZnO的能带工程这一重大科学问题,本文利用Au颗粒催化诱导的化学气相沉积法,实现了高质量的GaxZn1-xO (0≤x≤0.66)纳米线阵列外延生长。首次发现了GaxZn1-xO纳米线体系中Ga原子和Zn原子外层电子结合能的相对移动。光致发光谱显示,GaxZn1-xO纳米线的近带边发射峰从378nm移动到416.8nm。本文还成功制备了n-GaxZn1-xO/p-GaN纳米线阵列LED器件,其发光中心波长可以从382-480nm的连续可调。GaxZn1-xO基LED器件内的近带边发光、异质结的界面发光和深能级缺陷态发光峰复合,实现了从蓝紫光到可见光的波长可调。以上的研究结果显示了氧化钨和氧化锌纳米材料在未来的柔性电子学、新能源开发利用、纳米传感器件和波长可调发光器件等领域具有广阔的发展前景。