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一直以来,具有高掺杂浓度的n型氧化锌（ZnO）半导体材料应用广泛,被视为是当代最具有影响力的功能材料之一。特别是一维ZnO材料,连同硅纳米线和碳纳米管一道,成为当代材料科学研究的三大热门材料。由于ZnO具有优良的电学性能,其被认为是场发射和光催化领域最具潜质的材料之一。但是ZnO高的功函数（5.38 eV）和宽的禁带（3.37 eV）使其在场发射和光催化领域的应用存在巨大的挑战。围绕ZnO的场发射性能问题,本论文以低维n型ZnO为基础,制备了一维径向核壳异质结构,研究了影响其开启电场的主要因素;并设计制备低开启电场的叠层结构。此外,围绕ZnO的光催化性能问题,本论文通过制备三明治结构和一维多孔结构增加了ZnO太阳光吸收率;并提出利用间接带隙半导体材料降低光生电子和空穴的复合率的方法。本论文得到以下几点有意义的结果:研究表明,过量的Ag2S壳层将在一维阵列上形成团簇,掩盖一维纳米的发射尖端。因此,随着壳层Ag2S纳米颗粒的增多,ZnO-Ag2S核壳结构的场发射性能先提升后降低;与具有光滑表面的ZnS壳层修饰相比,类金字塔颗粒堆积的ZnS壳层修饰,可使ZnO-ZnS表面具有更多纳米尖端,将一维ZnO场发射开启电场降低至3.0 V/μm;对比ZnO-Ag2S、ZnO-ZnS、和ZnO-CdS场发射结果,表明纳米尖端（发射点）的数目是场发射开启电场的主要影响因素。且研究揭示出将微量贵金属Ag镶嵌廉价的氧化石墨烯片（GO）修饰一维ZnO形成的叠层结构,可将ZnO的场发射开启电场大幅降低至1.4 V/μm,场增强因子升高至7018。其卓越的场发射性能源于GO的量子隧穿效应可大幅增加电流密度,同时GO纳米片在一维ZnO阵列间隙处是凹陷的,使得叠层结构依然具有一维纳米结构的尖端优势。针对太阳光吸收率低的问题,本文采用了两种有效的解决方案。一是降低反射率。通过制备表面粗糙度较大的ZnO/Ag/ZnO（电介质-金属-电介质）二维三明治结构,可将红外光区的反射率降低30%50%。二是提高吸收率。利用水热法在硅和导电玻璃基底上制备出垂直于基底、均匀分布的多孔ZnO纳米线阵列,可增大阵列的比表面积,进而增强ZnO可见光区吸收率,降低ZnO的光学带隙,最终改善其光催化性能。本文还提出利用电子跃迁需要声子辅助的间接带隙半导体材料来降低ZnO光催化过程中电子和空穴复合率的新方法。实验制得的ZnO-Ag2S-Si具有比ZnO-Ag2S更高的光催化活性（提高了0.69倍）。相对于制备具有阶梯能带结构的复合结构,此方案的优点在于能带结构匹配度要求低。