基于ZnO纳米柱阵列和TiO2纳米管阵列薄膜广泛的应用前景，以及软化学方法低能耗、设备简单、成本低廉的特点。本文采用水溶液和溶胶-凝胶辅助ZnO纳米柱阵列等软化学方法分别制备了ZnO纳米柱阵列和TiO2纳米管阵列薄膜材料，在详细研究ZnO纳米柱阵列生长行为的基础上，通过对制备工艺过程的设计，实现ZnO纳米柱阵列和TiO2纳米管阵列的可控制备。主要研究内容及结果如下：　　 ⑴研究了ZnO籽晶层结晶质量对ZnO纳米柱阵列取向性的影响，结合ZnO纳米柱阵列生长过程中形貌的演变，总结归纳出ZnO纳米柱阵列生长行为过程：生长前期为径向与轴向同时生长的二维生长模式，而后期为轴向生长一维生长模式。生长初期形成的ZnO晶核会继承沉积位置上ZnO籽晶层颗粒(002)面的结晶方向，从(002)面完全垂直于衬底表面的籽晶层颗粒上生长出的ZnO纳米柱由于不受周围纳米柱的阻碍约束，生长迅速并且完全，最终形成阵列结构；而那些从(002)面不完全垂直于衬底表面的籽晶层颗粒上生长出的ZnO纳米柱在生长过程中受到相邻纳米柱的影响，生长速度较慢，与垂直的纳米柱相遇后便停止生长而形成空隙。　　 ⑵将超声技术用于水溶液ZnO纳米柱的生长过程中，利用超声空化作用，增加ZnO籽晶层中纳米柱生长初期成核点的数量，同时抑制ZnO生长过程中晶核的合并，降低直径尺寸，改善小尺寸ZnO纳米柱的直立性。通过调节超声时间和反应物浓度，实现对ZnO纳米柱阵列尺寸的控制，最终制备高度取向、直径尺寸小且分布窄的ZnO纳米柱阵列。　　 ⑶利用多孔TiO2掩模可以有效控制Zn(NO3)2和NaOH体系制备ZnO纳米柱阵列的密度。通过控制多孔TiO2薄膜中孔洞的大小、分布，进而控制ZnO纳米柱阵列的密度。只有那些较深且贯通与ZnO籽晶层的TiO2孔洞才可以生长出直立性好ZnO纳米柱，并且ZnO纳米柱阵列的密度随着TiO2孔洞尺寸的增加而增加。　　 ⑷将TiO2溶胶引入ZnO溶胶中制备复合籽晶层，减少ZnO籽晶层中成核点数目，增加ZnO纳米柱的分散度，实现对其尺寸和密度的控制。随着复合籽晶层中TiO2含量的增加，ZnO纳米柱阵列的密度明显下降。同时，随着ZnO纳米柱阵列密度的降低，ZnO纳米柱阵列的尺寸显著增加。而当ZnO/TiO2小于某一值比后，不再有ZnO纳米柱阵列形成。我们发现，水溶液中电解质的存在对ZnO纳米结构有很大的影响。随着水溶液中KCl含量的增加，ZnO由一维阵列结构变为二维薄膜结构，同时厚度出现先增加后减小的变化规律。我们认为这种现象是由是由于两种效应引起的：一种是KCl的盐效应，它加速了溶液中HMT的分解速度，提高了反应物的浓度；另一种是ZnO纳米柱(002)极性面的选择性吸附(Cl-)效应，抑制了ZnO纳米柱的轴向生长。两者中何种效应起主导作用依赖于KCl的加入量。此外，由于KCl的引入，ZnO纳米柱阵列或薄膜中残存少量Cl-，导致其光学吸收边蓝移，禁带宽度增加。经550℃2h热处理后，可以有效去除Cl-。　　 ⑸以ZnO纳米柱阵列为模板，结合TiO2溶胶凝胶浸渍提拉技术制备顶端开放、TiO2纳米管阵列。实验发现，通过控制浸渍提拉次数和热处理升温速率等参数可以控制TiO2纳米管阵列的结构。当浸渍提拉次数较低时，TiO2纳米管彼此分立，均垂直于衬底，构筑成TiO2纳米管阵列薄膜。增加浸渍提拉次数后，TiO2溶胶完全填充ZnO纳米柱空隙，去除模板后形成有序多孔结构。当热处理升温速度过快时，TiO2涂层容易脆裂脱落，堆积在ZnO纳米柱阵列空隙中，形成疏松的多孔堆积结构。为实现TiO2纳米管阵列的可控制备和拓宽实验窗口，我们在ZnO籽晶层上沉积一层多孔TiO2掩模作为保护层，这样即可以延长化学腐蚀时间，完全去除ZnO模板，还能够阻止腐蚀液直接与ZnO籽晶层接触，防止TiO2纳米管因ZnO籽晶层受到腐蚀而坍塌、脱落。　　 ⑹采用双模板法(ZnO纳米柱阵列为硬模板剂，以PEG表面活性剂为软模板剂)制备出具有多孔壁结构的TiO2纳米管阵列。随着浸渍提拉次数的增加，TiO2纳米管阵列的形貌由原来的顶端开放式变为顶端封闭的中空结构。通过增加NaOH/Zn(NO3)2体系中[Zn2+]，ZnO纳米柱阵列模板和多孔TiO2纳米管阵列的直立性和密度得到了改善和增加。