半导体纳米线的研究是从硅开始的。Harvard大学的Lieber小组在硅纳米线上作了系统工作。他们首先用激光辅助催化生长法制备硅纳米线，即用一束脉冲激光烧蚀一个金靶，产生金催化剂纳米颗粒，用硅烷做前驱气体实现硅纳米线生长[2]。然后通过在前驱气体中加入硼烷对硅纳米线进行掺杂，可以得到硼掺杂的p型硅纳米线；利用掺有磷的金做靶材，可以得到磷掺杂的n型硅纳米线。对这两种材料做电输运测量，了解掺杂后的导电性，优化生长条件可以得到适合的掺杂量[3]。接下来他们就将掺杂的硅纳米线置于流动的液体中，通过射流的方法制备平行排布的硅纳米线，利用不同的硅纳米线的表面吸附能力不同来控制硅纳米线的间隔。通过分层控制液体的流向，可以得到交错排列的硅纳米线阵列。用这种技术将掺硼的p型半导体硅纳米线和掺磷的n型半导体硅纳米线组装起来，就可以做成二极管（一根p型硅纳米线和一根n型硅纳米线交叉）、双极晶体管（两根n型硅纳米线和一根p型硅纳米线交叉）和具有非门特性的纳米器件等。

通常半导体纳米线的直径与其激子波尔半径相近时，随着直径尺寸的减小，半导体纳米线的有效带隙增加，其相应的吸收光谱和荧光光谱发生蓝移，从而在能带中形成一系列分立的能级。本文对基于气-液-固机理生长的GaAs 纳米线，利用透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope , 简称TEM ）和扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope ，简称SEM ），并结合X 射线能量分散谱（X-ray Energy Dispersive Spectrometer，简称EDS ）方法进行微观结构分析，确定GaAs 纳米线的晶体结构、生长方向、化学成分和尺寸分布等。

Ⅲ-Ⅴ族半导体和Ⅱ-Ⅵ族半导体是新兴半导体材料。Lieber等人通过控制终端纳米线生长过程，改变反应物，然后采用重新开始生长的办法制备了GaAs/GaP、n-InP/p-InP纳米线，其电运输行为和二极管类似，并且可以电致发光形成了单根纳米线发光二极管。相似的工作还有瑞典Lund大学的Samuelsona等人用化学束外延的方法生长InAs/ InP异质结，同样得到了类似二极管的电运输特性。

综合运用以上技术，Lieber等人又成功的使用p型硅纳米线和n型GaN纳米线搭建了更复杂的结构，成功地实现了“与”、“或”、“非”、“异或”等复杂的逻辑运算，他们甚至制作了一个能够实现两位二进制数加法的加法器。他们的工作不但证明了“自下而上”（Bottom Up）制造纳米器件的可行性，也同时向我们展示了纳米科技为集成电路带来新图像：如果用直径为5nm的半导体纳米线为基本单元，则可以实现每平方厘米1012个晶体管的集成度，这是现在任何一种半导体加工技术都是无法想象的[5]。

2. 纳米线的制备

纳米线的制备方法种类很多，各有所长，按照生长机制的特点,我们将准一维纳米材料的制备分为三大类：气相法、液相法和模板法。纳米线的制备需要特定的条件，比如一定的压强、温度、催化剂、激发源等。

2.1  GaAs半导体纳米线的制备

GaAs纳米线的合成方法很多，它们分物理方法和化学方法。物理方法有：激光烧蚀法(Laser Ablation ) 、热蒸发(Thermal Evaporation ) 等；化学方法有：化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition ,简称CVD ) 、化学气相输运(Chemical Vapor Transport )、金属有机化合物气相外延法(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy , 简称MOVPE )等。金是制备纳米线的过程中往往采用的催化剂，这是因为金可以和Ga半导体材料形成低共融合金，这些合金的熔点要比GaAs材料生长温度低的多[3]。

2.2  激光烧蚀法