低维纳米结构薄膜凭借其独特的物理和化学性质使其在诸多领域具有潜在的应用价值,因而对该材料的研究引起了人们的广泛关注。在诸多纳米薄膜制备方法中,倾斜生长技术利用阴影效应,通过调控材料的蒸发速率,从多维度调控衬底与入射粒子流之间的空间位置,能够制备出具有不同微纳结构的纳米薄膜。这种具有不同微纳结构的半导体纳米薄膜在未来小型化、集成化的光电子器件中具有较大的应用前景。本论文的工作就是利用倾斜生长技术制备不同微纳结构的有序薄膜,研究微纳结构对半导体纳米薄膜光学及电学特性的影响,并将所制备的纳米薄膜应用到有机电致发光器件及固态阴极射线发光中。利用纳米薄膜的阵列结构提高发光器件的光输出耦合效率,利用纳米柱状薄膜在高场下的电子发射性能,增加固态阴极射线发光中的初电子数目及改善材料的电子传输及加速能力,提高了电致发光器件的发光亮度。本论文的主要工作如下：1.基于教育部重点实验室已有的电子束蒸发镀膜仪,自行设计、加工了倾斜式薄膜生长系统及装置,主要包括：衬底支架、支架动力系统,控制系统,实现了衬底在三个自由度可控旋转的薄膜制备装置。对倾斜式薄膜生长过程中的各种参数进行了测量标定,最后对系统的可靠性及稳定性进行了验证。2.利用自行设计的倾斜式薄膜生长装置,制备出了具有不同微结构的ZnS纳米薄膜。研究了衬底法线与入射粒子流夹角的大小、薄膜的生长速率、衬底的旋转速率、不同衬底等对ZnS纳米薄膜微结构的影响,分析了倾斜式生长薄膜的动力学过程。对制备在ITO导电玻璃衬底上具有不同微纳结构的ZnS薄膜的形貌及其晶体结构进行了表征与分析,澄清了生长参数对ZnS薄膜微纳结构的影响机理。结果表明：在倾斜角为80°,衬底的旋转速率为0.05rev/s,薄膜生长速率为0.21nm/s的条件下,获得了具有均匀柱状结构的ZnS纳米薄膜。此条件下制备出的柱状薄膜具有闪锌矿立方相的晶体结构,并沿(111)晶向择优生长；当倾斜角为0°时,在衬底上形成了具有闪锌矿结构连续且致密的ZnS纳米薄膜,具有沿(220)晶向择优生长的趋势。薄膜生长条件的改变,引起了薄膜晶体择优生长方向及微纳结构的变化。保持倾斜式生长条件不变,研究了衬底表面粗糙度在薄膜生长过程中(阴影效应)对ZnS薄膜微结构的影响。3.有机电致发光中的光输出耦合效率只有20%,如何提高有机电致发光器件的光输出耦合效率是获得高效率发光器件面临的一个挑战。针对这个问题,利用倾斜式生长技术在ITO导电玻璃衬底的玻璃一侧制备了不同结构的ZnS纳米薄膜,研究了微纳结构对ITO衬底光透射及有机电致发光器件性能的影响。结果表明：由于柱状ZnS纳米结构薄膜自身的结构特征,导致柱状薄膜层的折射率渐变,增强了衬底在可见光范围内的透射能力。将这种具有较高透射能力的衬底应用到结构为ITO/NPB/Alq3(BAlq)/Al的有机电致发光器件中,提高了器件的亮度。4.利用倾斜生长技术分别在Si和ITO导电玻璃衬底上,制备了不同微纳结构的ZnS:Mn发光纳米薄膜,对薄膜形貌及结构进行了测量分析。结果表明：Mn2+离子掺入后与ZnS形成替代式混晶,对整个ZnS的晶体结构没有产生影响。80°倾斜角条件下,所制备柱状结构的ZnS:Mn发光纳米薄膜仍具有(111)晶向择优生长的闪锌矿面心立方结构,0°倾斜角条件下,所制备连续且致密ZnS:Mn薄膜具有(220)晶向择优生长的立方相晶体结构。5.将不同结构的ZnS:Mn发光纳米薄膜应用到分层优化电致发光器件中,由于沿(111)晶向择优生长的柱状ZnS:Mn发光纳米薄膜对电子传输及加速性能的改善,导致器件中的发光层对电子的传输及加速能力增强,使得发光层中的电子具有更高的能量,提高了其碰撞激发发光中心从而产生发光的几率,因而具有柱状结构ZnS:Mn发光纳米薄膜的分层优化器件具有更高的发光亮度。6.将具有不同结构的ZnS及ZnS:Mn纳米薄膜应用到有机无机复合器件中,利用纳米柱尖端在高场下的电子发射特性,可增加固态阴极射线发光中的初电子源。根据固态阴极射线发光的原理,经纳米柱加速后的电子可直接碰撞发光中心发光,也可与注入的空穴复合实现有机材料的发光。在以ZnS:Mn/MEH-PPV为发光层的器件中实现了两者的同时发光,利用纳米柱状结构的ZnS:Mn作为电子加速层时提高了器件的发光亮度。