低维Si半导体纳米材料具有很多特殊的物理和化学性质,在光电子和生物医学领域都有很大的潜在应用前景,因此,低维Si半导体纳米材料成为了科学界的研究热点。在论文中主要制备和研究了两种低维的Si纳米结构,一种是无序的Si量子,另一种是有序的Si纳米柱。论文中主要以化学腐蚀方法制备出小尺寸Si量子点,通过TEM、XRD等测试手段对其结构和形貌进行表征,TEM图像表明制备所得的Si量子点平均尺寸为1.7 nm,粒子平均密度约为7.52×1011颗/cm2,XRD测试表明以化学腐蚀方法制备出的产物主要是不同晶面的Si量子点。通过PL谱对制备所得的Si量子点进行光学性能分析,PL谱表明Si量子的水溶液在紫蓝光区域表现出强的、稳定的光致发光现象。PL分析与计算结果表明,Si量子点的可调谐蓝光发射特性可归因于量子限制效应模型。在此基础上以沉积的方法制备出纳米晶Si固体薄膜,XPS分析表明纳米晶Si固体薄膜表面的主要成分是硅元素。通过PL谱对制备所得的纳米晶Si固体薄膜进行光学性能分析,PL谱分析表明制备出的纳米晶Si固体薄膜在紫蓝光区域可调谐发光,很好的保留了Si纳米颗粒的原有属性,其发光现象也可归因于量子限制模型。同时还利用纳米胶体晶体刻蚀方法制备出有序的Si纳米柱阵列,通过SEM、AFM等测试手段对其结构和形貌进行表征,SEM和AFM图像表明制备所得的有序Si纳米柱的平均尺寸为120nm。并以此纳米Si柱为敏感层制备湿敏传感器,对湿敏传感器的性能研究表明以纳米Si柱为敏感层的湿敏传感器具有较高的灵敏度且响应和恢复时间较短。