随着LED照明、智能手机、平板电脑、液晶电视、智能穿戴等光电子技术器件产品的全面普及,光电子器件技术在日益趋于成熟的同时,仍然面临着诸多尚未解决的核心难题。透明电极作为光电子器件中的重要组成部分,一直备受关注和研究,特别是深紫外波段,透明电极材料极少存在。面对ITO为代表的传统电极材料的稀缺与高成本等问题,新型广谱透明电极材料已成为研究者们竞相追逐的目标。其中,Cu纳米线凭借其低成本(ITO的百分之一)和高性能,被公认为新一代的透明电极材料的希望之星。但在Cu纳米线的研究和应用中,其仍面临着稳定性、兼容性和拓展性方面的关键问题,亟待解决。针对这些问题,本论文从不同金属包裹的核壳结构超细Cu纳米丝、Cu基纳米丝网络透明欧姆电极的深紫外LED以及核壳结构Cu纳米丝在其他新兴领域的器件开发和应用三个方面进行了深入研究,提出新的技术理念,并取得了突破性的进展。一、提出一锅法多金属包裹核壳结构Cu纳米丝合成技术和系统。实现了各种不同金属(包括Ni、Zn、V、Ti、Ag、Pt)对Cu纳米丝的包裹,制备了 Cu@M核壳结构纳米丝透明电极。通过一锅液相法制备出世界上最细(～30 nm)、超高长径比(>1600)、超光滑(<1 nm)的Cu@M核壳结构纳米丝。通过一系列表征,Cu及Cu@M纳米丝透明电极具有优秀光电特性(T≥93%,Rs～50-90 Ω2sq-1,FOM～81-111),整体性能居于国际领先水平。通过金属盐与Cu盐摩尔比标定,实现系列金属可选择性和壳层精确控制;通过包裹金属制备的Cu@M纳米丝的抗氧化能力得到了极大增强,在室温和极端环境下都保持长时间非常温度的电学性质,有效地解决了限制Cu纳米丝推广应用的难题;同时,在弯折、扭曲、拉伸实验中,Cu及Cu纳米丝表现出的良好机械稳定性充分展现其在新兴智能柔性产品应用领域的优势二、实现了无p-GaN盖层全透明Cu基纳米丝透明欧姆电极深紫外LED制作,并成功将其点亮。首先,通过壳层包裹获得功函数大范围可调的Cu@M纳米丝透明电极,包括Cu@Pt、Cu@Ni、Cu@V、Cu@Zn等纳米丝;其次,开发“铜箔胶囊”快速退火技术,在800℃下退火处理1.5 min,成功实现了高功函数的Cu@Ni纳米丝与高铝组分p型Al0.46Ga0.54N电导层的欧姆接触;继而,我们采用MOCVD技术,外延生长无p-GaN的新型结构的深紫外LED器件,并结合真空抽滤压印技术与光刻技术,成功将Cu@Ni纳米丝转移至n、p型层,成功制备世界上第一颗基于金属纳米线电极的全透明深紫外LED芯片(285 nm)。最终,并成功点亮LED芯片,其具备良好的透光特性和光电特性。至此,我们成功解决了一直以来难以在深紫外LED高铝组分p型AlGaN实现欧姆接触的问题,并寻找到高透光率的深紫外透明电极材料,为该领域的发展打开了一条新的思路。三、完成核壳Cu基纳米丝及其网络结构在多种新型智能柔性器件的开发和应用,并取得重要进展,主要包括新型LED调光器、透明加热抗霜除雾器、彩色智能导电纺织线三个领域。其一,新型LED调光器。我们通过金属或合金包裹在Cu纳米丝表面增加其柔韧性,通过乳酸浸泡结合低温退火的焊接技术,获得了具有高弹性的透明导电薄膜,利用调整薄膜的变形控制面电阻的原理实现LED发光亮度的调节,首次制得了一种操作简便、绿色环保、超薄体积、高透光性、性能稳定以及长寿命的Cu@Ti纳米丝透明薄膜电阻式LED调光器。其二,透明柔性加热除雾器。利用Cu@M纳米丝透明电极高透射率及高导电特性,制备出了高透射率(>80%)的Cu@Ni纳米丝透明薄膜抗霜除雾加热器,控制工作电压可在90 s内迅速加热制所需温度,快速除雾,可广泛应用于汽车前挡风玻璃除雾及智能服饰加热保暖等领域。其三,彩色智能导电纺织线。在国际上首次实现了彩色导电纺织线的制备技术。采用液相合成法制备Cu@Ag纳米丝油墨,并通过浸泡实现了纳米丝导电网络包裹,获得了电阻值可小至2 Q/cm,质地轻、柔韧性好、彩色、透明、导电的各种纺织线;并成功应用于智能发光服饰、智能加热服饰等领域。本论文工作的研究成果,对新型半导体光电子器件来说具有重要的科学意义,提供了关键性的技术和数据,开启了研发方向上新的思路和方法,具有广阔应用前景。