随着智能手机、曲面显示屏、柔性可穿戴等光电子科技逐渐融入日常生活中,未来新一代光电器件的发展也已成为人们最关心的主题之一,其中“柔性”和“大面积”是核心研究热点的两个关键词,也代表着先进光电材料的研发所面临着的相关挑战性难题。透明电极作为光电子器件中不可或缺的重要部分,未来光电技术的研发也对其提出了更高的匹配需求。为了寻求新的思路及解决方案,本论文依此进行了系统性的理论与实验相结合的研究工作,从金属-半导体核壳异质结构纳米线的合成、超快紫外脉冲激光扫描焊接制备出Cu纳米线透明导电薄膜以及基于可商业化实现透明电极的量产制备与在柔性触摸屏的应用三个方面进行深入探究并取得突破性的进展。一、Cu纳米线包裹半导体材料壳层技术研究。首先,我们设计出整套壳层包裹技术方案,建立了一锅液相法快速包裹技术,成功合成超高长径比、表面光滑、分散性均匀的铜-金属核壳纳米线,确定金属壳层厚度的可控参数;其次,提出高温气体氮化处理方法,可循环快速氮化以有效提高氮化效率,完成从金属至对应氮化物半导体材料层的转换。基于此,我们在国际上第一次成功实现Cu基氮化物半导体（GaN、AlN）核壳异质结构纳米线的制备,纳米线表现出高透过率、良好的导电性、以及优异的物理化学稳定性,最重要的是获得AlN与GaN的相应光致发光特性。该研究实现了金属Cu与半导体在微观结构上的结合,同时保持着良好的基本材料性质,进一步拓展了 Cu纳米线结构体系及功能应用领域,为制作功能性异质结构的半导体器件,实现纳米线网络上的纳米线光电子器件提供了重要的科学基础。二、紫外脉冲激光快速扫描焊接的直写电路技术。实现对Cu纳米线快速导电性处理,获得透明导电电极及图形化电路。首先,针对光照处理的焊接过程机制,采用有限元法模拟计算,建立Cu纳米线模型并对其进行光热场的仿真模拟,发现随着波长变短,节点处具有高热效应,可用于纳米焊接;其次,根据理论结果的指导,我们创新性地提出了深紫外脉冲激光辐照技术对Cu纳米线进行快速扫描焊接,实现无退火室温环境下的快速Cu纳米线导电焊接处理,以高热量的产生去除表面的有机残余物,同时在Cu纳米线结点处实现熔合焊接,形成具有出色光电性能且统一均匀的平面网络,单脉冲仅10ms即可完成焊接导电,表面方阻达33 Ωsq-1,且透过率大于87%,为该研究领域中国际领先水平。进而,受新印象点彩派油画观念的启发,设计了变轴运动可控激光直写装置,以激光点元焊接模式,分布可采用扫描模式获得超大面积的透明导电电极（20 cm×20 cm）,采用程序化路径扫描模式实现可精细图案化Cu纳米线工作电路的构造。最后,利用激光扫描技术制备了紫外与蓝光的新型全透明LED芯片,获得光电性能良好LED。这一套快速光照扫描Cu纳米线透明电极和电路体系,实现大尺寸、大规模、可图案化满足工业应用要求的制作技术。三、大面积可商业化制备Cu纳米线透明电极及全透明柔性触摸屏。首先我们设计了液相纳米材料的连续生长合成系统,通过此装置可程序化控制连续合成出Cu纳米线材料,并保持高质量和极高的长径比（>2000）,极大地提高Cu纳米线的产量并最小化能源和空间消耗;其次,自行设计并开发了新型3D超声喷涂仪,优化气流、供墨等技术参数,完成对喷涂Cu纳米线网络薄膜的质量最优化,实现超大面积（可成卷）的Cu纳米线透明导电薄膜的快速制备;最后,采用电阻式触控结构和Cu纳米线透明导电薄膜,制造出全透明柔性智能触摸屏,在平整状态以及弯曲状态下都能够完成流畅的书写测试,实现高精度的触摸感应。通过设计与组建连续生长装置以及3D超声喷涂系统,可实现超大面积Cu纳米线透明电极的工业化制备,其在柔性触摸屏中的高性能表现,也为新型柔性光电子器件的制造实现提供了一定的思路。本论文的相关研究成果,对于未来新型光电器件的探索及发展具有重要的科学指导意义,以及证明了基于Cu纳米线的柔性透明电极在光电技术研究中呈现出巨大的开发潜力与广阔的应用前景。