包括氧化锌（ZnO）纳米线、纳米棒、纳米带、纳米管等在内的ZnO一维纳米结构在光电、电子、传感、场发射、能源、催化等领域有着广泛而诱人的应用前景，因此在过去十年ZnO一维纳米结构受到了广泛的关注。在众多制备ZnO一维纳米结构的方法中，无催化剂热蒸发法是一种广泛使用的、简单低成本的制备方法，利用这种方法可以得到大批量高结晶性的产物，且避免了金属催化剂的污染。然而，ZnO一维纳米结构的无催化剂生长过程仍未被完全理解，其制备的可控性也仍需提高。本文将使用无催化剂热蒸发法制备ZnO一维纳米结构，考察制备参数及添加剂对其生长的影响，研究其生长机制，并在此基础上探索无催化剂可控制备ZnO一维纳米结构的方法。本文首先利用无催化剂热蒸发法在c轴取向的ZnO薄膜衬底上得到了垂直生长的平均直径约11nm的超细ZnO纳米线阵列，并发现制备所用的氧气流量对产物形貌有很大影响，基于此将纳米线的生长归结为自催化气-液-固（VLS）机制。利用经典形核理论分析纳米线的自催化生长过程，提出Zn蒸气过饱和度是控制纳米线直径和面密度的关键因素，进而利用氧气流量控制Zn蒸气过饱和度，实现了对纳米线平均直径在12³1nm范围内的调控。通过X射线光电子能谱和光致发光谱研究了纳米线的成分构成和光学性能。此外，还利用一种ZnO纳米线/纳米棒混合阵列研究了ZnO纳米线光致发光的尺寸效应及表面吸附效应。接下来，我们通过向原料中引入Sb₂O₃添加剂，实现了从ZnO纳米线到纳米锥的形貌控制，基于扫描电子显微镜形貌分析，将纳米锥的形成机制归结为纳米线的径向生长动力学被Sb₂O₃改变，并给出了详细的生长模型。通过改变Sb₂O₃的添加量，实现了对纳米锥锥度的控制。进一步提高生长气氛中Sb₂O₃的浓度后，得到了带有扭折结构的ZnO纳米线。透射电子显微镜分析发现其扭折结构是由孪晶引起的。提出Sb₂O₃添加剂引起了ZnO纳米线中孪晶的形成，而孪晶导致了纳米线呈扭折状。利用室温和低温下的光致发光测试研究了Sb掺杂纳米锥和扭折纳米线的光学性质。最后，通过向原料中引入CuCl₂·2H₂O添加剂得到了多孔ZnO纳米纤维。基于对比实验，提出这种多孔纤维是由不稳定的含Cl中间产物逐渐分解而形成的。将这种多孔纤维应用于染料敏化太阳能电池，得到了0.88%的光电转换效率。