PbO是Ⅳ-Ⅵ族直接带隙半导体材料,有红色四方相和黄色斜方相两种不同的晶格结构,带隙分别约为1.9eV和2.7eV,并且两种相在一定条件下可以相互转化。PbO纳米材料由于具有独特的光学、电学性能在太阳能电池、锂离子电池、铅酸电池、X射线探测器以及光敏/气敏传感器等方面有着重要的应用。本文采用简单的直接热氧化高纯度金属铅片的方法,通过控制反应时间、氧分压/氧气流量和反应温度得到了粒径不同的α-PbO纳米颗粒,并探究了反应温度、氧分压/氧气流量对α-PbO纳米颗粒相变的影响。然后通过改变氩气流量、反应温度、氧分压/氧气流量实现了不同形状的PbO纳米材料的可控制备。最后通过使用薛定谔方程的等效积分形式对一维晶体中具有奇异性的周期势中的单个电子的能带结构进行了计算。为进一步研究一维PbO及类似氧化物纳米器件在不同条件下的电输运性能提供了良好的理论指导。最终结果如下:1、纯α-PbO纳米颗粒的数量随着反应时间的增加而增加,但这只能在有限的时间范围内才适用,因为系统里的氧气是有限的。在温度为240℃时,氧分压/氧气流量对α-PbO纳米颗粒的相结构没有影响,不过纳米颗粒的粒径随氧分压/氧气流量增大而增加;当不通氧气(利用预热时通入的氧气)反应温度也没有改变α-PbO纳米颗粒的相结构,粒径随温度的升高而增加,但数量却越来越少,这可以归因于氧气有限。2、在对不通氧气(预热时通5SCCM的氧气)、氩气流量为15SCCM(预热时通100SCCM),240℃下氧化20h得到的纯α-PbO纳米颗粒进行相变探究时,我们发现α-PbO纳米颗粒的相变受温度和氧分压/氧气流量的影响,相变温度随着氧分压/氧气流量增加而降低。3、通过实验条件的调控得到了长度不同的α-PbO纳米棒、直径不同(100~470nm)的α-PbO纳米线、厚度为20~150nm的α-PbO纳米片和厚度为150~250nm的混合相PbO纳米片。利用得到的直径为180nm的α-PbO纳米线制作了器件并做了简单测试。4、在理论上探究一维PbO及类似氧化物的能带结构,以期改进PbO及类似氧化物纳米器件的电输运性能。利用等效积分的方法对有尖峰的周期势场或平滑的周期势场的一般弱周期模型求得新的微扰解,对1D KP模型求得新的精确解,它们中的任何一个都导致与能量参数相关的特殊能带结构,这导致对先前能带结构的有效校正,并为能带结构的形成提供了新的解释。