纳米线和量子点的载流子的运动分别在两个和三个方向上受到限制,展现出优异的光学性能,在纳米技术领域已成为研究的热门材料。Si纳米线的高比表面积体积比和高效光吸收的特点,使其成为纳米光电子和微电子器件的骨干材料。此外,Ge量子点具有较强的量子限域效应,而且能与Si集成电路兼容。因此,Si纳米线和Ge量子点的集成在纳米光电子和微电子领域蕴藏着巨大的应用价值。本文从纳米球光刻技术(NSL)出发,讨论了感应耦合等离子体刻蚀(ICP)对直径220 nm的聚苯乙烯(PS)球的尺寸随刻蚀时间、刻蚀功率下的变化关系。又利用反应离子刻蚀(RIE)讨论了直径500 nm的PS球尺寸随刻蚀时间的变化。综合得出:ICP由于各向同性刻蚀,低损伤的特征,适用于小尺寸纳米线模板(≤150 nm)的制备;而RIE由于刻蚀速率较快,适用于大尺寸的模板(>150 nm)制备,与此同时并不损伤模板的阵列结构。结合纳米球模板用金属辅助化学刻蚀(MACE)Si纳米柱时,将催化活性较强的Ag替换成了 Au,从而有效的抑制了其对纳米柱侧壁及顶端的二次刻蚀,提高了纳米柱表面的光滑度。此外,为了更好的实现外延薄膜在纳米柱表面的定量生长,我们利用a-Si薄膜探索了基片在不同的偏转角度下纳米柱的径向增量与实际的沉积量之间的关系,从而得出偏转角度为15°时薄膜包覆性最佳的结论,且此时的包覆率为0.277。在前期的包覆性研究的基础上,我们设计了不同Ge膜厚度的实验,实现了有序Si纳米柱阵列/Ge量子点复合结构的制备。在700 ℃的生长温度下,随着Ge膜厚度的增加,纳米柱阵列上的量子点密度呈现出一个先增大后减小的趋势,而量子点的尺寸则不断的增加甚至呈现出类薄膜状的生长。这主要由于Ge层的应变迟豫不断的成核并呈现出了粗化的趋势,从而出现大岛兼并小岛,量子点密度降低的现象。并且,引入了多次生长停顿保温工艺,有效的改善了纳米柱表面Si缓冲层结晶性较差的情况,量子点的尺寸及空间分布均匀性进一步提高。通过模拟计算与实验相结合的方式,我们验证了有序的Si纳米柱阵列与Ge量子点复合时,由于其集成了波导和光腔优越的性能,展现出解耦特性,并且量子点的自发辐射与纳米线的Mie共振耦合,从而出现了发光增强的现象,发光强度比自组织量子点高一个数量级,并且模拟的增强发光峰的位置基本与实验结果相吻合。