纳米晶体硅材料如硅纳米线、硅纳米锥、纳米多孔硅等,相比于传统的体硅材料,因其独特的光电性质,已成为目前光电材料的研究热点。本论文以二维胶体球为模板对晶体硅硅片表面进行图形化,分别利用反应离子刻蚀与金属-辅助化学刻蚀方法,制备了纳米多孔硅与硅纳米线材料。系统地研究了影响二维聚苯乙烯胶体球（PS）自组装的实验条件,并在硅片表面制备了大面积紧密排列的胶体球模板。本论文的主要工作和结果如下:（1）以乙醇为分散介质,利用溶剂蒸发法自组装PS纳米球。通过改变基片表面性质、粒径大小、乙醇比例等条件,得出单层胶体晶体球模板制备条件。对于浓度2.5wt%的PS水分散剂,直径500 nm与1000 nm的PS中分散剂乙醇的最佳比例分别是50%与45%。确定RIE的最佳射频功率是40W。（2）系统地研究了晶体硅与刻蚀气体的反应过程,发现SF6气体是刻蚀硅基底的主要刻蚀剂;O₂气体是刻蚀稀释气体,同时也起到了侧壁保护的作用。射频功率越大,气体产生自由基的密度越大,刻蚀速率越快,但是刻蚀方向性变差。解决纳米线团簇问题的关键是将结构的高宽比控制在70以下,优化后的刻蚀速度为60 nm/s。（3）纳米多孔硅的反射谱实验实测数据与模拟计算结果证实,纳米多孔硅的周期常数决定了反射谱的最小值。相比于平面硅,硅纳米线与纳米多孔硅均具有优良的广谱减反特性。两种硅纳米结构在超过硅的光学带隙（1.12 e V）的波段内的反射率均低于6%。（4）在制备的周期性硅纳米线表面通过包覆Ti O₂、加载纳米金颗粒、沉积非晶硅等表面改性手段可以进一步提高硅纳米线的光电性能。