环状纳米结构是一种很有潜力的纳米器件单元,它在电子学、光学、光电子学、信息存储、生物探测等方面具有潜在的应用价值。对于环状纳米结构的研究,首先就是解决如何能够大面积、低成本地制备出几何形状规则的纳米环的问题。目前,纳米环的制备方法主要有模板刻蚀法、液相化学法、分子束外延法,这些方法存在着实验过程复杂、实验条件苛刻、需要高端昂贵的设备等不便之处。本文中,我们进一步发展了气泡模板法,这种方法的优点是低成本,操作简单而且能够大面积制备NiO纳米环。在这种方法中,气泡通过多级破裂至纳米气泡,纳米气泡起到了模板的作用。NiO纳米环的制备流程为:首先,配制含有硝酸镍的SiO₂溶胶;其次,采用浸渍提拉法在玻璃衬底或者硅衬底上形成Ni（NO₃）₂/SiO₂薄膜,最后经过热处理得到NiO纳米环。利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对所制备的样品进行形貌与晶体结构表征,SEM结果显示NiO纳米环的结构完整,分布均匀,排列紧密,平均外直径约为100¹50 nm,环壁厚大约10²0 nm,纳米环之间的平均距离约为200-300 nm。XRD结果表明所得到的产物为面心立方晶体结构的NiO。研究了溶胶中各物质的比例、硝酸镍浓度、热处理方式等对NiO纳米环产生影响的因素,获得了大面积制备形状规则的纳米环的最优实验条件。初步研究了NiO纳米环的室温磁性能,结果显示在室温下NiO纳米环具有弱的铁磁性,矫顽力大约为670 Oe,剩余磁化强度约为8.1×10^-4 emu/cm²。根据实验过程的中间产物,液滴和分裂的气泡,提出了气泡模板法制备纳米环的形成机制,即熔化了的硝酸镍液滴先分散在多孔的SiO₂薄膜内,然后渗透至薄膜表面;在热处理过程中,产生气体产物,液滴变成气泡,随化学反应的进行不断分裂出新的小气泡,直至反应终止。小气泡的不稳定性最终使其破裂成为纳米环。