单晶硅纳米结构在21世纪逐渐成为科研人员的研究热点。其在太阳能电池、电化学储能、光学传输系统、光电探测器等高新技术产业具有广泛且急迫的应用。单晶硅与纳米技术结合,使其表现出表面效应,量子限域效应、热稳定性等特殊物理特性,大大增加了单晶硅纳米结构在众多领域的研究价值与研究人员的研究热情。其中,金属辅助化学刻蚀法(MaCE)由于具有工艺简单、成本低、效率高、便于过程控制等优点逐步成为了纳米结构制备的主流工艺。金属辅助化学刻蚀法制备单晶硅纳米孔阵列是Si-H2O2-贵金属(Ag、Au、Pd)等构成的原电池反应体系。化学体系中各项因素(贵金属尺寸与类型、刻蚀剂溶液配比、单晶硅特性、温度与光照)等都会对纳米结构形貌产生影响,这也使该方法制备的硅纳米孔阵列结构存在质量差、可重复性低等特点。因此,本论文提出磁电耦合制备单晶硅纳米孔阵列,在MaCE法的基础上,结合外加磁电耦合物理场,突破化学反应体系局限性,为制备单晶硅纳米孔阵列提供了一种新思路,并取得了一定的成果。本文主要研究内容如下:(1)从单晶硅纳米孔阵列的应用及制备方法两方面介绍了该研究课题的背景与意义,并分析总结了国内外研究现状。(2)详细地叙述分析了 MaCE反应机理,从质量传递方式、电荷转移过程、空穴转移过程进行了详细分析。并详细叙述了 MaCE调控机理,重点在纳米结构刻蚀方向、刻蚀速率、结构质量等方面进行了叙述。(3)结合ANSYS分析了磁电耦合稳定性,证明了实验范围内电生磁、磁生电不会产生涡流,耦合场稳定,不会对实验产生干扰。并且为了实验可重复性,设计了实验平台、实验步骤及实验规范。(4)通过本论文所述方法成功制备了形貌结构优异的单晶硅纳米孔阵列。并根据不同实验结果,探究不同因素对单晶硅纳米孔阵列制备的影响。详细分析了磁电耦合场对金属催化剂方向、刻蚀速率的影响。还分析了在磁电场效应下刻蚀时间和催化剂横向尺寸对刻蚀深度的影响及分析了影响单晶硅纳米孔阵列孔隙率的因素。并通过不同温度下对刻蚀过程施加不同的电流密度,生成金属辅助化学刻蚀法过程速率的阿伦尼乌斯(Arrhenius)图,计算出不同电流密度下的活化能。同时,在磁电场效应制备三维维纳结构的实验中,我们发现可以通过改变磁电耦合力的方向控制金属催化剂的运动来实现多维度复杂的硅纳米结构形貌,为复杂三维微纳结构的制备提供了一种可行性方案。