硅纳米线作为一种新型纳米材料,因其独特的结构、光学、电学、力学等性能,成为了目前热门的研究对象。制备图形化区域、致密、均匀的硅纳米线是硅纳米线在各领域应用的关键。固-液-固生长机理作为重要的“由下至上”制备硅纳米线的方法之一,具有硅源简单、反应气体安全、生长制备硅纳米线密度大等优点。传统的固-液-固金属催化生长硅纳米线所需的退火温度普遍接近1000°C,剧烈的反应环境为对生长机理的探究、制备高质量的纳米线带来了困难。因此低温、高密度、图形化区域纳米线的生长成为了研究的重点与热潮。本文在固-液-固生长机理下,提出了一种新型的低温催化生长硅纳米线的制备方法。通过镓基合金(液态金属)与金(Au)的混合使用,实现在较低的温度下(600°C)生长硅纳米线。结合液态金属的流动性,在表面镀有纳米厚度金的硅片上完成液态金属的图形化分配,实现对硅纳米线生长区域的控制。首先,基于对固-液-固生长机理与催化金属的理论分析,提出镓基合金与Au的混合催化生长硅纳米线,以降低生长所需温度;建立单根生长与交叉生长的模型,分析不同因素对生长结果的影响。结合液态金属的流动性,提出基于柔性微米管分配液态金属的直写方法,针对点、线形特征研究了不同的分配策略。在此理论基础上搭建硅纳米线的生长平台与液态金属直写运动控制平台。其次,分别使用Au与混合金属催化生长硅纳米线,探究不同催化剂对退火温度与生长结果的影响,验证低温混合金属催化生长硅纳米线方法的可行性。通过改变生长过程中的退火温度、氮气流量、生长时间、加热工艺等条件,探究不同实验参数对混合金属催化生长制备硅纳米线方法的影响,实现对硅纳米线直径与密度的控制。最后,对比液态金属与不同材料基底的接触角,探究液态金属与基底的浸润性,验证书写液态金属方法的可行性。结合本文提出的分配策略,完成点状与线形特征的镓基合金分配,退火生长得到具有可控区域的致密且均匀的硅纳米线。对硅纳米的尺寸、密度、元素成分、结构、光致发光性能等进行表征。本文提供了一种低温制备硅纳米线的制备方法,并结合了液态金属的流动性,基于柔性微管的分配,实现对催化金属的图形化直写,该方法具有操作简单、高灵活性、高产量、可控区域化等特点。