本论文介绍了作者在几种纳米线和纳米碳管的制备与性能研究方面做的一些工作。利用热丝化学气相积法(HF-CVD)，制备出了取向碳纳米管(CNTs)阵列、超细氮化稼纳米线(GaNNWs)及非晶态硅纳米线阵列(SiNWs)，分析这些材料的结构，并根据实验现象提出HF-CVD生长的这些材料的生长机制。在材料性能研究方面，主要集中在取向碳纳米管阵列和氧化锌纳米棒(ZnONRs)的场致电子发射性能。主要研究结果如下： 1)利用热丝化学气相沉积方法，制备出了垂直于衬底碳纳米管阵列；利用扫描电子显微(SEM)和透射电子显微(TEM)对其形貌和微观结构进行了表征。根据高分辨透射电子显微(HRTEM)显示的单根碳纳米管底部和顶部的催化剂形貌及成份分析结果，提出了碳纳米管的新的生长模型。基于上述方法并结合微加工技术，生长了图形化的碳纳米管阵列花样。图形化的碳纳米管阵列可以很好地与微加工技术相容，为制作大面积纳米线器件(如平板显示和真空微电子器件)提供了实验基础。 2)利用热丝化学气相沉积方法成功的制备出了超细氮化稼纳米线，其平均直径约8nm，小于GaN的Bohr半径，为研究尺寸效应奠定了基础。利用X-射线衍射谱(XRD)、及选区电子衍射(SEAD)对其结构和化学成分进行了分析。根据实验条件和得到的产物形貌之间的关系，对GaN纳米结构的生长机制进行了分析和讨论。对上述氮化稼样品的做了Raman光谱、光致荧光(PL)和阴极荧光(CL)测量。直径较大的样品在蓝光波段存在一个强且稳定的激发峰。对比一些文献的研究结果，对上述GaN纳米线的发光机制进行了初步的讨论。 3)利用热丝加热蒸发的方法成功制备出了垂直于衬底非晶硅纳米线阵列的大面积薄膜。Raman光谱、SEM和TEM分析证实产物为硅纳米线，直径分布均匀，在20nm～30nm之间；高分辨透射电镜和电子衍射分析显示了Si纳米线为非晶态；提出了非晶硅纳米线的Solid-Liquid-Solid(SLS)生长模型。这种非晶硅纳米线阵列的制备方法简单，有可能与太阳能电池应用研究相结合。 4)测量了制备的多壁碳纳米管阵列场致发射性能。实验结果表明，碳纳米管具有较低的场发射开启场强和较大的发射电流密度。此外，利用氩离子束对碳纳米管阵列进行了轰击，研究了轰击对纳米碳管阵列场发射性能的影响。研究结果表明，不仅碳纳米管头部的形貌，而且碳纳米管的长度也是影响碳纳米管场致电子发射性能的重要因素。这些结果为深入理解其场发射机制和未来在场发射电子器件中的应用提供了可信的参考数据。 5)测量并比较ZnO纳米棒的形貌与取向程度对其场致发射性能，结果显示，高度取向的ZnO纳米棒阵列不利于获得高的场致电子发射电流密度。其可能的原因是：高密度ZnO纳米棒具有高的屏蔽效应，降低了取向ZnO纳米棒阵列的场放大因子，从而影响了其场发射性能。因此，高度取向的纳米线、纳米管阵列结构不是获得优良的场致电子发射性能的必要条件。