聚苯乙烯纳米球作为新型纳米材料的骨架和模板,其研究和应用引起了人们的广泛关注。基于聚苯乙烯纳米球已经成功制备出核壳结构纳米材料、有序纳米孔阵列和有序纳米线阵列等新型纳米材料。目前,降低聚苯乙烯纳米球的刻蚀速率,以便于更好地控制纳米球的尺寸和形状,从而进一步减小有序阵列中Si纳米线的直径是人们一直努力的目标。本文采用离子束刻蚀聚苯乙烯纳米球,研究了聚苯乙烯纳米球的横向、纵向直径随刻蚀时间的规律,探讨了聚苯乙烯纳米球的横向直径随刻蚀束流的关系,并有效控制纳米球的直径被在20-180 nm的范围内,分析了Ar~+离子束轰击刻蚀聚苯乙烯纳米球的物理机制,揭示了纳米球的形状演变规律。对比电感耦合等离子体刻蚀技术,分析了离子束技术制备的纳米球模板的粘附性。最后基于有序非密排聚苯乙烯纳米球模板,结合金属辅助化学刻蚀技术,研究了有序Si纳米线阵列的制备。在刻蚀束流保持固定不变时,聚苯乙烯纳米球的横向直径随着刻蚀时间的增加呈现非线性减小的规律。聚苯乙烯纳米球的纵向直径随着刻蚀时间的增加而呈线性减小,其纵向刻蚀速率基本保持不变。这表明离子束刻蚀聚苯乙烯纳米球是一种各向异性的刻蚀方法。聚苯乙烯纳米球的横向直径随着刻蚀束流的增加呈现非线性减小的规律。在较长的刻蚀时间下,纳米球的横向直径的刻蚀速率明显增加,这可能是由于离子束轰击积累的热能导致的。引入停顿工艺,验证了离子束轰击积累的热能对纳米球刻蚀的影响。实验发现,在离子束刻蚀过程中停顿30 min,让水冷靶材带走多余的热量,纳米球的横向直径大于没有停顿的样品。这说明热能确实加快了纳米球横向直径的刻蚀。此外,由于离子束轰击积累的热能,使得纳米球模板与Si基片的粘附性强于电感耦合等离子体刻蚀技术制备的模板的粘附性。这将极大增加聚苯乙烯纳米球模板的商用价值。结合有序非密排纳米球模板和金属辅助化学刻蚀技术,制备了有序Si纳米线阵列。从干燥液体的表面张力和干燥时间等方面分析了Si纳米线发生团簇聚集的原因。