随着纳米科技与纳米材料的出现和发展，人们发现材料的性能不仅与材料的成分有关，而且和材料的微观结构和聚集状态密切相关，然而材料的微观结构与聚集状态又受制备方法和工艺的影响。因此，对材料的制备过程、形成机理以及微观结构调控因素的系列研究，通过调控这些参数，从而改进材料性能对材料科学的发展具有重要的研究意义。　　宽禁带半导体材料既包括氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、金刚石（C）、氮化铝（AlN）、氧化锌（ZnO）等无机半导体材料，还包括一些有机小分子半导体材料等能带隙宽度大于2.7eV（室温条件下）的材料。因为宽禁带半导体材料在气体传感器、光催化与太阳能电池、大功率光电器件等方面有着极为重要的应用，所以直接宽带隙半导体是最近一大研究热点。其中纳米ZnO是一种Ⅱ-Ⅵ族直接带隙宽禁带半导体材料，具优越的光电性能和在气相条件下容易生成一维结构纳米材料等性质，在气敏、压电、传感、液晶显示器、太阳能电池、紫外发光器件以及催化等领域表现出潜在的应用前景，因此可控形貌的ZnO纳米材料及可控掺杂的制备与应用成为当前纳米领域研究热点之一。另外有机半导体材料、特别是共轭有机小分子材料由于其具有质轻、价廉和种类繁多，低温下可控制备一维纳米材料，而且结构及性能可通过分子设计进行调控等优点，推动着低维分子电子学领域的快速发展。尤其是一维有机单晶微纳结构具有许多新颖性质，因此，在光电领域具有重要的应用前景，其研究受到越来越多的关注。　　本论文选取具有代表性的两种宽禁带半导体材料：（1）无机镉掺杂ZnO纳米线，（2）有机共轭小分子3,4,9,10-苝四甲酸二酐（PTCDA）双螺旋微米管为研究对象，采用可控气相沉积法制备相应样品，包括物理气相沉积（PVD:Physical vapor Deposition）法制备具有双螺旋结构的PTCDA微米纤维和化学气相沉积（CVD:Chemical Vapor deposition）法制备镉掺杂ZnO纳米线，应用扫描电子显微镜(SEM: Scanning Electron Microscope)和透射电子显微镜(TEM: Transmission electron microscopy)对材料的形貌进行分析，采用X射线衍射(XRD:X-ray diffraction)和选区电子衍射(SAED: Selected Area Electron Diffiraction)研究了材料的结构，应用X射线光电子能谱(XPS: X-ray photoelectron spectroscopy)和能量色散X射线分析(EDX: Energy-Dispersive X-ray spectroscopy)实现对材料组成成分的研究，在对材料充分分析的基础上，研究了一维材料的形成机制及其高的气敏特性。同时针对目前这两种材料在制备过程中存在的问题提出一些关键性解决方案，包括对样品制备中微观结构形态与气敏性能之间的关系进行了研究，从而实现对材料结构可控实现气敏特性的选择性可控。最后结合理论计算和模拟对实验过程与结果进行解释和验证，探索材料结构与性能之间的基本关系规律，为半导体纳米材料生产和应用化提供理论和实验依据。具体内容如下：　　一、采用物理气相沉积法，通过对衬底温度的调控，实现了有机共轭小分子PTCDA微米管转变形成微米双螺旋结构，双螺旋微米纤维直径大约200nm，长度约为几个微米。研究结果表明超分子PTCDA微米管在发生PVD过程中通过自扭曲过程形成双螺旋微米纤维结构。螺旋微米纤维由于在形成过程中，通过卷绕多层微管从内到外分子层释放其内部的旋转应力，形成稳定的双螺旋结构。通过X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜（TEM）、高分辨率的透射电镜(HRTEM)等表征，证明分子层中相邻的微管改变的范德华接触和表面自由能是诱导螺旋结构形成的驱动力，同时为PTCDA微米管扭曲形成双螺旋纤维结果的形成实质提供了实验依据。这项工作可以为设计和构筑螺旋微结构形态以及有序的一维有机小分子组装提供了新的合成途径。在此基础上，我们又对形成的PTCDA双螺旋微米纤维对乙醇的气敏性能进行研究，研究发现螺旋微米纤维在室温下对乙醇具有良好的气敏性，并且具有较好的稳定性，是一种潜在的有工业应用前景的气敏材料。　　二、通过改进的气相沉淀法，通过控制反应体系的温度，调控氧气通入时间及通入氧气的量，探索发现生成ZnO纳米线的最佳条件，制备了一系列具有不同Cd掺杂量的ZnO纳米线。通过XRD、SEM、HRTEM、XPS和BET对样品的结构和性能进行了表征，研究了不同Cd掺杂量的ZnO纳米线对还原性气体尤其是H2S气体的气敏特性，同时系列研究了不同Cd掺杂含量与材料气敏性之间的关系。研究结果发现，当反应温度为600℃时制备的Cd掺杂ZnO纳米线具有较好有序结构和较高的比表面积。当Cd掺杂量为3wt％时，制备的纳米线对H2S气体有最好气敏响应，响应值是未掺杂ZnO纳米线响应值的四倍。当更高掺杂量（4wt%）时气敏响应性反而有所降低。另外，基于密度泛函的第一性原理计算方法以及半经典玻尔兹曼理论研究了Cd掺杂ZnO的电子结构和态密度结构。计算结果表明Cd掺入ZnO晶体对费米能级附近的电子结构影响并不明显，但是窄化了带隙，这为提高半导体材料的气敏特性提供了一定的理论基础。