低维纳米半导体材料因为其优异的电学和化学性质、独特的微观形貌和在纳米光电子器件等领域的应用前景,受到世界范围内科学界和工业界的广泛关注。其中,本文主要研究了一维和二维纳米半导体材料的合成和应用。对于一维纳米半导体材料,本文重点描述了利用化学气相沉积方法制备氧化锌纳米线、二氧化锡纳米线的具体步骤,通过后续表征研究分别确定氧化锌纳米线为六方纤锌矿结构,二氧化锡纳米线是金红石型结构,也说明了CVD方法的操作简单、环境友好和成本低廉。对于二维纳米半导体材料,本文首先描述了利用化学气相沉积装置分别制备单层、双层和多层石墨烯的方法,然后分别利用不同的表征手段对相关石墨烯材料进行表征分析,并通过纳米压痕仪对悬空单层石墨烯进行力学性能测试,发现测试得到的石墨烯弹性模量、硬度等数值低于理论预测的数值,接着利用透射电子显微镜对石墨烯表面的金属原子团簇进行原位观察,发现引起原子团簇形貌剧烈改变的原因并不是温度变化,而是电子束辐射。在考虑石墨烯的应用时,分别从化学改性修饰、锂离子电池组装和电子器件设计三个方面考虑,其中在器件设计过程中,对基于单层石墨烯薄膜为极板的微电容结构的光电探测器,利用力学分析说明了设计的可实施性,并设计了光电探测器的主要电路拓扑结构。