一维硅纳米材料由于具有优越的电子学、光学特性以及能够与传统的硅基工业相兼容等特点，使其控制制备倍受科研工作者的关注。在众多的一维硅纳米材料的控制合成方法中，经典的气相-液相-固相(VLS)机制下的催化剂诱导生长是一种极为重要的控制合成方法。在VLS机制下中，金属催化剂是影响一维纳米结构生长的最重要的因素之一，它能够影响纳米线的尺寸、生长方向以及纳米线的品质(纯度)等，因此，要熟练的利用 VLS机制来控制合成一维纳米结构，必须明确掌握催化剂金属在VLS过程中的功能。此前，在研究VLS机制的过程中，通常只研究纳米尺寸的金属颗粒在诱导纳米线生长中的各种作用，很少涉及较大尺寸的金属颗粒，这使得对催化剂金属的研究不够全面。本文在经典的VLS机制的基础上，系统地研究了不同尺寸的催化剂金属对VLS生长过程的影响，这些低熔点金属的尺寸，从微观的纳米尺度到微米尺寸，甚至到宏观的块体尺度。对这些不同尺寸催化剂金属作用下所得到的不同的纳米结构形貌进行研究，将VLS机制中催化剂金属的作用进行了延伸，同时针对所得到的不同结构发现了一些新的应用。具体研究内容包括：　　 第一，以金属铟(熔点156.61℃，沸点2080℃)纳米颗粒作为催化剂，利用CVD方法，得到一系列具有不同夹角的周期性变化硅纳米线结构：直的硅纳米线、弯折的硅纳米线、单边弯折的(锯齿状的)硅纳米线核壳结构。通过对所得到结构进行系统的表征和研究，对其生长机理给出合理的解释。　　 第二，以微米级的金属铟作为催化剂，利用CVD方法，合成了以空心的二氧化硅微球为核、以辐射状有序生长的Si/SiOx复合结构纳米线为壳的层次结构。这种功能化的中空微球具有极强的黏附能力。通过对这种结构生长过程的研究，对其生长机理给出合理的解释。　　 第三，以金属锡块(熔点231.93℃，沸点2602℃)作为催化剂，利用CVD方法，在锡块表面制备了大面积竖直生长的Si/SiOx层次结构纳米线结构。这种具有特殊形貌的竖直的硅纳米线表面表现出超疏水的性能。　　 第四，将第三章中所得到的Si/SiOx层次纳米线阵列转移到柔性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)的基底上，并加以处理，得到了以柔性的PDMS为基底，两端导通的竖直生长的硅纳米线阵列。这种柔性的硅纳米线阵列结构不仅能够大大增强硅纳米线的光催化性能，而且由于其具有柔性和两端导通的特性，使它能够很容易的被制作成为各种特殊器件。　　 本文在VLS机制下，通过对不同尺寸的低熔点金属诱导所得到的不同形貌纳米结构的研究，深入了解了VLS机制中金属催化剂的作用，对经典VLS理论中金属的作用做了扩展；同时，这种在不同尺寸的金属催化剂颗粒的诱导下所得到的不同结构，为自下而上组装能够实际应用的纳米结构提供了一种全新的研究基础。