纳米科技是21世纪发展最为迅速，研究最为活跃的领域之一。准一维半导体纳米材料因其独特的形貌和物理性质及巨大的潜在应用在纳米材料的研究中占有非常重要的位置。准一维半导体纳米线的制备研究成为当前纳米材料研究领域的重点课题。对这些制备得到的纳米线进行结构表征和各种物理性质的测量对组装高性能的纳米器件有着重大而现实的意义。 本论文介绍了作者在几种纳米线(SeO2、Al2O3、AlN)的制备，结构表征，以及针对AlN、ZnO纳米线的场发射性能开展的测试研究工作。主要研究内容包括： 1.利用简单气相沉积的方法制备得到了SeO2纳米线和Al2O3纳米线，并对产物进行了扫描电子显微(SEM)，透射电子显微(TEM)和高分辨透射电子显微(HRTEM)观察。制备过程中均没有使用催化剂，遵循的都是vapor-solid(VS)生长机制。 2.利用简单气相沉积的方法在蓝宝石衬底上得到了大面积排列整齐的取向AlN纳米线阵列。纳米线的直径和长度非常均一。对其进行HRTEM观察表明单晶化程度很好。对AlN纳米线阵列作了透射谱、光致发光(PL)、Raman及阴极荧光(CL)的测量和具体分析。结果表明，AlN纳米线的带隙宽度比块材增大，与蓝宝石衬底之间存在压应力，且声子寿命缩短。大面积高取向尺寸均一的AlN纳米线阵列的获得为使用AlN纳米线作为基元组装功能纳米器件提供了很好的材料基础。 3.利用简单气相沉积的方法在Si衬底上制备得到了顶部平均直径为15nm的AlN纳米针尖，并对其场发射性能做了测试分析。结果表明，由于顶部异常小的曲率半径，使得AlN纳米针尖的场发射性能较之块材和薄膜AlN有了明显提高，显示出AlN针尖用作冷阴极发射材料的光明前景。根据Filip模型的讨论分析得出，与密度相关的屏蔽效应在实际场发射过程中起到了削弱场放大因子的作用。 4.对在Si衬底上得到的AlN纳米棒进行了氨气和真空气氛退火处理，其场发射测量结果表明，在氨气中退火后场发射性能提高。对样品的CL和Raman分析显示，氮空位与场发射有着密切联系。在氨气中退火处理后，降低了氮空位含量，降低了功函数，增大了场发射电流密度。这说明后期退火处理是提高AlN纳米棒场发射性能的有效手段。 5.对三种不同形貌的ZnO纳米结构的场发射性能测试结果表明，不仅顶部尺寸影响场发射性能，生长密度对提高场发射性能同样重要。这是因为过高的生长密度将导致屏蔽效应的增强，从而导致场发射性能的下降。上述结果对基于ZnO纳米结构场发射器件的研制具有很大的指导意义。 6.对ZnO纳米棒采取不同气氛的后期退火处理后进行场发射测试发现，在氧气中退火可以显著提高ZnO纳米棒的场发射性能，而在氨气和空气中退火会使场发射电流下降。对四个样品的PL和Raman的研究表明，造成PL谱中绿光峰的表面氧空位是导致场发射性能改变的直接原因。在氧气中退火后降低了表面氧空位浓度，提高了晶体质量，降低了功函数，提高了ZnO的电导率和载流子迁移率，从而提高了场发射电流密度。