硅基集成电路是现代信息社会的基石,在社会发展中发挥着极其重要的作用。快速迭代的硅基半导体产业前沿技术直接影响着国家经济发展,一直以来都是国家经济和国防安全领域关注的焦点。经过几十年的发展,集成电路的微缩化大体遵循着摩尔定律,但由于短沟道效应和量子隧穿的影响,“自上而下”的刻蚀技术面临着巨大的光刻技术瓶颈和昂贵的制备成本。尤其在当前国内高端芯片制造业面临国外企业恶意封锁的不利情况下,需要另辟蹊径探索新的微纳沟道制备技术,从而打破西方势力对我国的技术垄断和封锁。其中,准一维的半导体纳米线相比于体材料来说具有独特的光电、输运和量子限制效应等特性,被广泛研究应用于开发新一代高性能光电探测、柔性电子、生物传感和场效应晶体管（Field Effect Transistor,FET）等器件应用。因此,通过低温、高效和调控手段丰富的“自下而上”生长技术来制备高品质半导体纳米线沟道器件是一个非常值得探索的新方向。基于传统气-液-固（Vapor-Liquid-Solid,VLS）生长机制可制备出尺寸精细、形貌丰富及组分可控的各种纳米线结构,并成功展示了一系列原型功能器件。但VLS机制生长的纳米线大多为竖直结构,需要转移和定位到平面衬底之上以完成电学器件连接和集成。由于难以实现批量的精确定位,无法与成熟的现有工艺平台兼容和大规模集成制备,故而限制了纳米线在高性能电子器件中的实际应用。针对此技术挑战,本论文基于课题组自主创新提出的平面固-液-固（In-Plane Solid-Liquid-Solid,IPSLS）生长机制,通过非晶锗硅（amorphous germanium/silicon,α-Ge/α-Si）异质叠层前驱体调控技术,利用铟（In）纳米液滴直接生长出可精准定位的锗硅超晶格纳米线（Ge/Si superlattice nanowires,Ge/Si SNWs）阵列;进一步采用各种表征方法深入研究了锗硅超晶格纳米线的形貌结构和组分分布特性,成功制备锗硅超晶格纳米线沟道FET器件;还积极探索了利用锗硅超晶格纳米线中选择性组分刻蚀技术,将超晶格纳米线和异质发光量子点结合,扩展了制备硅基纳米光源的新思路;最后,基于锗硅超晶格纳米线的可靠定位生长和选择性刻蚀技术,提出了一条全新的超晶格纳米线鳍式结构沟道制备新策略。具体而言,本论文的主要工作及创新点如下:1.基于IPSLS生长机制,发展了非晶锗硅异质叠层前驱体调控铟纳米液滴技术。通过铟液滴介导的均匀非晶锗硅双层薄膜的转变,实现了均匀锗硅超晶格纳米线的自发组分调控生长。纳米线的直径均匀,其中锗硅各层的厚度可以控制在20 nm左右,且可以在平面衬底上精准定位。2.采用多种表征方法深入研究纳米线的形貌结构和组分特性,证明了纳米线是锗硅交替分层的超晶格结构。将超晶格纳米线制备成FET,研究纳米线的电学性质,锗硅超晶格结构纳米线导电性良好,在Vds=2 V时Ids达到10μA量级。通过选择性刻蚀超晶格纳米线上的晶体锗,提出了一种在硅基纳米线上精准定位组装量子点光源的新技术。3.提出一种在平面锗硅超晶格纳米线上制备鳍式场效应晶体管（Fin Field-Effect Transistor,Fin FET）的方法,提供了一种制备纳米导电通道的新颖方法,其中纳米导电通道的尺寸可调范围:可以将沟道宽度控制在1～20 nm,沟道长度在28～300 nm。该方法与平面硅工艺平台兼容且能够实现定位集成,有望发展成为制备类似于28 nm工艺的Fin FET的先进技术。目前的工作进展为后续工作奠定了坚实的基础。