异形微纳米结构,诸如由纳米颗粒组装形成的各类超结构,一步或多步生长形成的各种复杂多级形态,可拉伸电子领域的蛇形金属互连线,可制备湿度或有机蒸气传感器的二氧化锡锯齿状纳米带等,受到材料,化学,物理,电子以及相关交叉领域的广泛关注。其原因在于这些不同于常见微纳米结构(包括线、棒、薄膜等)的特殊形态赋予了相应材料独特的性能,使之在电子,催化,传感等实际应用中具有难以替代的作用。与自上而下的纳米材料获取方式比较,借助自下而上生长策略制备构建复杂形貌微纳米结构具有如下优势:制备过程可以不违背晶体材料本身的生长习性,从而使构建的结构显露表面能较低且悬挂键相对较少的外露晶面,进而达到令其表面化学性质更稳定的目的;相当一部分自下而上的制备方法,如本论文中所选用的电化学沉积方法和热控化学气相沉积方法,采用较为容易获取的实验设备即可实现,亦即不存在对专有设备的依赖性;对于金属材料,制备过程中可以方便有效地引入孪晶等微结构进而改善材料整体的力学等性能;对于半导体材料,可以便利地将掺杂等性能调节方式整合到异形微纳米结构的制备过程中来,获取从本征属性到不同掺杂度的反应产物。在本论文中,根据液相环境下的电化学沉积方法易于实现分散的纳米多面体颗粒的制备及其形貌调控,而气相环境下的化学气相沉积方便实现高质量一维或准一维单晶微纳米材料生长的不同特点,对纳米多面体的引导组装,超长金属波形微纳米结构,二元半导体氧化物的锯齿状周期纳米结构的制备获取及其背后生长机制的诠释做出一些探索,具体内容如下:(一)利用与光刻技术结合的电化学沉积实现了氧化亚铜纳米离子晶体的面-面对接引导组装以及一维纳米结构引导组装。首先,借助<111>晶向硅表面的凹形槽阵列图案对溅射超薄金颗粒膜电极的嵌含保护作用,达到稳定超薄金膜电极的目的,并在其表面实现氧化亚铜纳米立方体颗粒的自模板面-面对接引导组装。进而为实现一维纳米线的引导组装,我们设计了具有凹槽阵列表面图案的<100>晶向硅与溅射金纳米颗粒共同构成的复合电极,并在其特定区域实现一维多晶纳米线的引导组装生长。(二)利用与光刻技术结合的电化学沉积,以铜为模型材料实现超长金属波形微米结构的自下而上制备。利用过刻蚀手段在高掺杂p型硅表面构建特殊波形曲面图案,在保留硅表面自发氧化层的情况下,借助隧穿主导的电荷转移机制,实现超长金属波形微米结构的电沉积制备。初始电极/电解液界面为半导体-绝缘薄膜/液相电解液固/液界面,必然存在直接电子转移被阻碍且隧穿速率低的问题。首次提出了由电场局域集中诱发隧穿电荷转移并促成电化学形核,随后由晶核表面扩散转移而形成金属-绝缘层-半导体固态结,并实现高速率的固态结内部电荷隧穿促成晶粒生长的两步隧穿电沉积机制。同时研究了金属波形微米结构的电学性能,其电导率约在8.36 μΩ·cm到16.72 μΩ·cm的范围内。(三)利用热控化学气相沉积实现二氧化锡锯齿状周期纳米结构的动力学调控制备。对不同反应阶段获得的趋近于热力学稳定形貌的由(010)和(100)外露晶面混合包覆的纳米条带,具有比较尖锐的锯齿拐角的锯齿状纳米带,以及结构形成初期的由近似等面积的(010)晶面与{101}面族晶面包覆的具有“入”字形锯齿结角的准一维锯齿纳米结构进行了细致的形貌和结构表征分析。其结果进一步明确了二氧化锡锯齿状周期结构为蒸气-固生长机制下的动力学调控产物。