ZnO被视为极具潜力的第三代直接宽带隙II-VI族半导体材料,在光学、电学等方面具备独特的性质,同时它的性能显著地依赖于其形貌和结构,其丰富的形态结构特点决定了它在纳米机械、光催化、电化学、传感器等众多领域展现出广阔的应用前景。人们能够用多种方法生长出ZnO环状、线状、管状、钉状、带状、梳状等多种结构,然而将这些纳米基元原位地组装成规则排列、更加复杂的、结晶品质好的ZnO纳米结构成为了新的研究趋势。本文利用CVD(化学气相沉积)法在蓝宝石衬底上实现了几种不同形貌、整齐排列的氧化锌纳米阵列的可控生长,并表征和分析了其形态结构、生长机理和光电性能等。主要研究内容如下:(1)本文采用了一种简单而又实用的CVD方法,900℃时在镀有金的r面蓝宝石衬底上实现了非极性a面ZnO薄膜和倾斜排列的ZnO纳米线阵列的同步外延生长。通过改变衬底上的镀金厚度控制了纳米线的尺寸,调节Zn与0的比例实现了纳米线的疏密度的控制,还分析了其生长机理。(2)提高其生长温度到960℃,在镀有金的r面蓝宝石作为衬底上生长出大范围的3D交联的ZnO纳米带阵列,这种独特的三维结构兼具纳米带和纳米薄膜的优异特性。通过改变实验参数调节了纳米带的宽度,而且它具有显著的持续光电导效应。(3)我们分别采用极性面(c面)、非极性面(a面和m面)蓝宝石作为衬底进行ZnO的生长,调节了ZnO纳米线的外延方向,最终形成了与衬底成不同角度的整齐ZnO纳米线阵列,角度的差异和ZnO纳米线与衬底的晶格匹配方向有关。