硅作为现代半导体行业最重要的材料，其纳米结构在微电子学、光电技术、能源转换和储存、生化传感器等方面有着广泛应用。硅纳米线作为硅纳米材料的典型代表，其优异的物理和化学性能越来越受到人们的关注。对于硅纳米线的研究，一个重要目标是找到制备硅纳米线的最优方法，能够规模化制备，并使其尺寸能够得到精确控制。硅纳米线的合成技术有激光烧蚀法、化学气相沉积法、氧化物辅助生长法、金属辅助化学腐蚀法、热蒸发等，其中金属辅助化学腐蚀法具有方法简单、重复性好、纳米线晶向可控、可大面积制备、生产成本低而不需要大型仪器等优点。基于以上优点，我们用金属辅助化学腐蚀法，通过控制反应的温度、时间、腐蚀液的浓度及组成，可以在单晶硅片上得到大量硅纳米线。形貌表征显示金属辅助化学腐蚀法制备的硅纳米线的直径和间距不能精确控制，硅纳米线往往彼此粘连，相互成簇，这限制了其实际应用。模板法制备一维硅纳米结构材料是国内外竞相研究的一个热点。多孔阳极氧化铝模板（AAO）具有自组织生长的高度有序的纳米孔阵列结构，可以做为合成纳米体系材料的中间载体，受到材料界的日益关注。我们通过控制氧化时间、电流密度、电解液浓度、温度、电压等参数得到了尺寸大小一致，分布密度高的氧化铝纳米孔结构膜。近年来，硅纳米线作为冷阴极电子发射材料引起人们的广泛关注，硅纳米线具有较高的长径比，稳定的结构，优秀的场发射性能，并且制备工艺相对成熟简单，在冷阴极电子源、平板显示等方面有着潜在的商业应用。为了改善硅纳米线的场发射特性，我们对传统的金属辅助化学腐蚀法加以改进，利用AAO模板，首先制备出具有有序孔洞的Pt/Ag双层膜，然后转移到单晶硅片上，在HF和H2O2溶液里通过刻蚀得到硅纳米线阵列。该方法制备的硅纳米线阵列直径和间距能够得到精确控制，降低了因硅纳米线密集而引起的屏蔽效应，比较前人所述的硅纳米线报导，发现其具有较低的起始电场；此外人们通常在硅纳米结构上覆盖其它具有良好场发射性能的材料，以有效地提高其场发射性，本论文通过对硅纳米线喷金并热处理降低了材料的表面势垒，进一步提升了硅纳米线的场发射性能。