LED是一种节能环保的光源,具有光电转换效率高、使用寿命长、体积小等优点,因此被广泛应用于各种显示器的光源、车灯、交通信号灯等方面。另外,当基于InGaN/GaN的蓝光LED出现后,白光LED的制备变得简单易行。因此,LED在室内外照明灯领域可获得进一步的应用。随着碳纳米管的发现,一维纳米材料也受到了广泛的研究。由于硅材料具有4200 mAh/g的最高理论比容量,研究者们期望用硅来取代现在普遍使用的石墨来作为锂离子电池的负极材料以提高电池容量。然而,硅在电池充放电后容易因嵌锂前后体积变化过大而造成材料粉化。硅纳米线具有高深宽比、比表面积大、机械性能优异的特点,有可能克服以上缺点。此外,在超低压力气体检测、生物传感器、溶液离子浓度检测以及作为压印模板方面,硅纳米线都有着潜在的应用前景。因此,本文主要研究纳米图案化蓝宝石衬底和硅纳米线的制备。采用纳米压印技术制备纳米图案化蓝宝石衬底时主要采用的是硬质纳米压印模板。由于蓝宝石表面的翘曲,使得压印得到的纳米结构缺陷较多,同时压印模板也容易损坏,本文的第一个工作力图解决这两个问题。硅纳米线的传统制备方法包括气液固方法(Vapor-liquid-solid method, VLS)、激光烧蚀法、化学气相沉积法等,但这些方法成本高昂或者反应条件苛刻,且生长出的硅纳米线容易受到催化剂污染、生长过程难于控制。本文的第二部分工作力求采用新的工艺改变这些问题,并积极探求硅纳米线的实际应用。本文基于低成本、大面积的制备纳米图案的需求,做了以下的工作：利用复合纳米压印技术制备纳米图案化蓝宝石衬底。在压印过程中分别利用单层和双层胶压印方法,制备了刻蚀蓝宝石衬底的掩膜。以纳米压印胶为掩膜,分别利用湿法刻蚀和干法刻蚀两种方法制备纳米图案化蓝宝石衬底并比较了这两种方法的优缺点。最后发现用Ni为掩膜配合干法刻蚀,可以制备出比较好的结构。为了研究纳米图案化蓝宝石衬底对于蓝光LED性能的提升,我们利用MOCVD在平面蓝宝石衬底和纳米图案化蓝宝石衬底上分别制备了蓝光LED,并测试了这两种LED的性能。研究发现,纳米图案化蓝宝石衬底上的蓝光LED的性能相比于平片LED,在光致发光、电致发光等方面都有了明显的提升。分别以纳米压印技术和溅射镀膜技术为基础制备高深宽比的硅结构。我们利用溅射镀膜技术制备了大面积无序的金纳米结构。然后,以这种金纳米结构为基础,利用金辅助化学刻蚀制备了高深宽比的硅纳米孔洞结构。另外,我们以纳米压印技术为基础制备纳米图案,利用涂胶、压印、蒸发镀膜、举离等方法制备了周期性的硅纳米结构。然后通过溅射镀金,接着利用金辅助化学刻蚀制备了高深宽比的硅纳米线阵列。这种高深宽比的硅纳米结构在纳米压印模板、生物传感、锂离子电池的负极材料中都有着潜在的应用。本文分四个部分,绪论部分主要介绍了几种纳米加工和纳米压印技术。第二章首先简述了LED的发展历史及蓝光LED用图案化衬底结构的优点,然后概述了传统的方法以及纳米压印方法制备图案化结构。最后,实验部分详细记录了实验进展并得出结论。第三章研究了硅纳米线的制备,详细讨论了金催化辅助化学刻蚀的过程。第四部分是总结和展望。