中文摘要：

以铜、锡及其合金为催化剂，氢气、一氧化碳为反应气体和保护气氛,采用汽相传输法制备高纯度、均匀的单晶氧化锌纳米线。研究廉价金属和强还原性气体的作用机制，探索氧化锌纳米线的生长机理。并首次提出以一、二、三价金属元素锂、镁、铝和气体元素氮作为锌和氧的替位元素，进行氧化锌纳米线掺杂的系统研究。重点研究掺杂元素物理性质和化学状态转变对氧化锌纳米线掺杂元素含量、生长形态和相结构的影响规律。实现ZnO纳米线的可控掺杂。对各种掺杂的氧化锌纳米线的光致发光和电子场发射性能进行测试，探索相关物理特性，揭示掺杂元素对其光、电特性的影响机理。本项目将为氧化锌纳米线的低成本、高效率生产和短波长纳米激光器、高性能平板显示器的研制提供理论基础和实践依据。而它们在光通讯、高密度存储、微纳米分析和高性能信息显示终端领域的广阔应用前景，必将对相关学科的研究和相关产业的发展产生较大影响。

结论摘要：

在纳米器件和能源环境方面的巨大应用潜力推动了一维纳米材料的研究。自从2001年首次报道ZnO纳米线具有室温紫外发光特性以来，鉴于ZnO材料丰富性能，用途广泛，价格低廉，环保等特点，氧化锌一维纳米材料的研究逐渐成为纳米材料研究的热点。氧化锌纳米结构的可控制备、掺杂和表面改性是其实用化过程中必须解决的关键问题。因此，本课题首先以ZnO纳米晶为催化剂，在国际上首次实现了同质催化ZnO一维纳米材料的制备。通过开发高效锌源，生长了高质量的四脚状ZnO纳米结构，并对其微观结构和形成机理进行了深入分析；开发水溶液法制备ZnO纳米结构的新工艺，实现了ZnO纳米棒阵列低温大面积制备和分布控制。其次，通过向反应物中加入SnO制备了ZnO纳米晶/SnO2纳米线结构。通过化学包覆和高温处理实现了Co在ZnO纳米棒中的掺杂。最后，以ZnO纳米棒阵列为模板，制备氧化钛纳米管，阐明了纳米管的形成机理和晶体学特性。同时，对ZnO纳米结构的室温光致发光、光催化等物理化学性能进行了深入研究。通过本项目的研究，丰富了ZnO纳米材料的生长理论，开发了新型ZnO基纳米材料制备方法，促进了一维纳米材料的应用发展。