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作为一种重要的直接带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体材料，一维硫化镉(CdS)纳米材料在纳米压电器件、纳米激光器、场效应管、纳米催化等领域具有广阔的应用前景。同时，研究发现TiO2-CdS异质纳米结构既可以降低CdS的光化学腐蚀，又可以拓宽TiO2的光谱响应范围，使得光生电子与空穴的分离率提高，最终达到提高催化活性的目的。因此，关于一维CdS纳米结构和TiO2-CdS异质纳米结构的合成及其特性成为纳米科学领域研究的热点。
基于以上背景，本文通过化学气相沉积法合成出多种一维CdS纳米结构如CdS纳米带、具有不同表面粗糙度的CdS纳米线以及由CdS颗粒完全包覆的CdS纳米线。通过研究沉积温度及载气流量对制备纳米材料的影响，实现对一维纳米结构的可控合成。深入研究了这些纳米结构的光学性质及生长机制，观察到针状纳米线的阴极荧光缺陷发光峰的强度随着直径的减小而增强，而本征发光峰位出现蓝移。纳米线的生长遵循传统的气-液-固(VLS)生长机制，而纳米带则是VLS与气-固(VS)生长机制综合作用的结果。
成功设计出一种简易的溶剂热合成法，以[0001]生长方向的纤锌矿CdS纳米线与TiO2纳米管为初始反应物，以NaOH乙醇溶液作为中间溶剂，在160-180℃的水热反应温度下合成出CdS-TiO2异质纳米结构。系统研究了这种异质纳米结构的结构特性及其生长机理。研究表明TiO2纳米颗粒选择性地定向生长在CdS纳米线的一端，形成一种独特的异质纳米结构。TiO2纳米管结构的不稳定性及CdS纳米线的极性是合成这种异质纳米结构的最重要参数。TiO2纳米管结构的不稳定性导致TiO2纳米管在溶剂热过程中首先重构为细小的TiO2微核。同时，对于[0001]生长方向的CdS纳米线，具有更多悬键的S(000-1)极性面具有较强的化学反应活性，更容易作为TiO2核进一步生长的活性位点。TiO2微核在S(000-1)极性面上团聚，生长，最终形成TiO2-CdS异质纳米结构。这种溶剂热合成法可以作为一种普适性的方法来合成其它一维异质纳米结构，例如TiO2-CdSe，TiO2-ZnS，TiO2-ZnO等异质纳米结构。这些异质纳米结构的合成方法和生长机理与TiO2-CdS异质纳米结构类似。