近年来,纳米线的高效率场发射使其在平面显示技术上的应用受到高度重视。与碳纳米管相比,ZnO纳米线具有对环境的稳定性,因此ZnO纳米线在场发射应用方面更具有优势。其场发射的优越性能在平面显示器中应用的关键技术是对ZnO纳米线进行可控生长,制备出排列整齐的ZnO纳米线阵列。因此ZnO纳米线阵列的可控生长成为目前的研究热点。本文采用化学气相沉积法在Si衬底上制备了ZnO纳米线阵列,运用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、对样品进行了表征。在制备过程中,通过改变Si衬底生长面的朝向发现Si衬底生长面的朝向可以影响ZnO纳米线生长过程;改变Si衬底类型表明ZnO纳米线在Si(100)衬底和Si(111)衬底上的生长方向是不一样的,说明Si衬底对ZnO纳米线的生长方向具有调控作用。通过对ZnO的光致发光(PL)特性研究,可以得出ZnO的能带结构特征,为获得ZnO高效率稳定的紫外发射提供理论支持。在常见的ZnO纳米线(薄膜)的室温光致发光(PL)谱中,大约在380nm、480nm附近存在2个发射峰。一般解释为:480nm峰是深能级发射峰,与ZnO的缺陷有关;380nm峰是带边激子复合发射峰。本文运用化学气相沉积法制备了掺AlZnO纳米线,研究发现其PL谱与常见的PL谱不同,出现了四个发射峰,波长分别为:373nm、375nm、389nm和480nm。运用激子理论研究发现,373nm、375nm、389nm是ZnO不同能级激子复合发射峰,并推算出掺AlZnO纳米线的禁带宽度为3.343 eV,束缚激子结合能为0.156eV。用相同的方法分析纯ZnO纳米线的PL谱,其4个发射峰的波长分别为377nm、379nm、389nm和480nm,推算出禁带宽度为3.301eV(3.343e V > 3.301eV),束缚激子结合能为0.113eV。比较发现掺Al可以增大ZnO纳米线的禁带宽度。