随着纳米科技的不断发展,近年来人们对纳米材料的需求已经不再停留在对其的简单制备上。纳米材料由于其尺寸的减小和比表面积的增大,其性能很大程度上由其表面而不是体性质所决定,这就要求我们能对材料进行可控的合成,即做到纳米材料的大小可控,形貌可控等等。目前常用的基于表面活性剂的纳米材料合成方法还有其局限性,如作用机制不清,在溶液中干扰因素太多等等。磁场诱导水热合成法相对于传统方法有其独特的优势,如反应体系简单,对环境无污染等等。目前在这一领域国内外已经取得了一系列可喜的结果,但是这些研究目前都以实验为主,关于磁场为什么能影响材料的生长过程以及其物理性质,人们目前还没有一个合理的解释,而这却恰恰是我们要将这一方法继续推广下去所必须了解的,并且弄清楚这一问题也有助于我们今后在更强的磁场下开展研究。另外,目前磁场诱导材料合成法的主要适用对象还局限于铁磁性或亚铁磁性的材料。因此磁场诱导材料合成法无论从理论上还是从实验上都还值得我们进一步去探索。本论文中我们拟采用常温下顺磁性的四氧化三钴为研究对象,着重从理论和实验两方面研究磁场在材料生长过程中对材料形貌的影响,希望能够找到磁场的作用机制,并将其进一步推广到对其他材料的磁场诱导合成中。论文所取得的主要成果可归纳如下:1.成功地利用磁场诱导水热合成法实现了Co₃O₄纳米粒子的可控合成。我们成功地找到了一个简单的,无表面活性剂的体系来合成Co₃O₄纳米粒子,并观察了在合成过程中外加磁场对最终产物的影响。研究发现,不施加外磁场所制备的Co₃O₄纳米粒子是不规则的多面体,而施加外磁场所制备的Co₃O₄纳米粒子是规则的立方体。通过调节反应体系的其他参数,如溶剂配比和反应物用量,我们成功的合成了粒径大小不等,从8 nm到120 nm的纳米立方体,并发现磁场的诱导作用对于不同粒径大小的纳米粒子都存在。这同时也说明粒子在其生长初期已经呈现立方体外观,（100）面显露,而在其生长后期则仅仅是立方体长大的过程。2.成功地从理论上验证了“磁场可以改变材料不同晶面的晶面能”这一命题。我们利用一个基于密度泛函理论的计算软件（VASP）来计算不同晶面的表面能。通过建立具有不同磁结构的模型,我们详细地研究了施加磁场前后（100）和（111）面晶面能的变化。我们发现,不施加外磁场时,（100）面和（111）面的表面能分别为1.849 J/m²和约1.64 J/m²;而施加外磁场之后,两个面的表面能分别为1.326 J/m²和约1.44 J/m²。在外磁场的影响下,（100）面的能量降低的要比（111）面快,并取代（111）面成为晶面能最低的面。根据晶体生长的热力学理论,能量最低的面会在晶体的最终形态中展现,因此在外加磁场时,能量最低的（100）面会显露出来,从而纳米粒子显示出立方体的外观,这也与我们的实验结果达成了非常好的一致。而当外磁场不存在的时候,（111）面和（100）面可能存在竞争生长的关系,从而纳米粒子呈现不规则的多面体形。综上所述,在本论文中,我们从实验上和理论上都验证了“磁场可以改变材料不同晶面的晶面能”这一命题。基于这一命题,我们将可以广泛的利用磁场来调控材料的生长过程。磁场诱导水热合成法作为一种简便的,不使用表面活性剂的的方法,有着非常广阔的应用前景。我们的发现不仅有助于进一步理解磁场与材料的相互作用,也对这一领域的其它工作如分子磁体的合成有非常重要的指导意义。