除了納米線之外，一些其他納米結(jié)構(gòu)，如納米帶、納米蜂巢結(jié)構(gòu)和納米梳狀結(jié)構(gòu)，可以簡單地用固體源材料熱蒸發(fā)法合成。實驗步驟如圖2.6所示。這種熱蒸發(fā)法中溫度梯度和真空度的控制至為關(guān)鍵。熱蒸發(fā)法合成的典型材料是金屬氧化物，如ZnO、SnO2、In2O3和VO等。這些納米線的合成一般在真空或者負(fù)壓惰性氣體環(huán)境下，通過簡單地蒸發(fā)金屬氧化物并使其在低溫區(qū)域從氣相中沉積下來實現(xiàn)。這一生長過程沒有金屬催化劑且沒有液相存在，被稱為氣－固（VS）生長。在空氣環(huán)境中，一般的源材料難以升華成氣態(tài)，所以這種方法需要真空環(huán)境。但是，還可以通過向源材料中添加其他材料與源材料反應(yīng)，來增強(qiáng)其在普通環(huán)境下的生長。例如，ZnO粉末在正常條件下不會在1 000℃時升華，但是如果添加一些碳粉，就可以很容易地在1 000℃時得到氣態(tài)ZnO。而且這種方法可以得到多種形式的ZnO納米線，納米線的形式受溫度影響。在此法中，真空條件、載氣和催化劑均不是必需的，大大提高了該方法的實用性。

圖2.6 熱蒸發(fā)法合成Si納米線示意圖

很多利用熱蒸發(fā)法合成納米線的生長機(jī)制（無催化劑）到現(xiàn)在還沒有被研究者解釋清楚。也有一些不含金屬元素的材料可以從它們的氧化物中分解出納米線，例如，Wang等在文獻(xiàn)［21－23］中提到，SiO2可以有效地促進(jìn)Si納米線的生長，見圖2.7（a），同時在Ge和一些III－V族半導(dǎo)體納米線的生長中也發(fā)現(xiàn)了類似的機(jī)制，研究者們稱為氧化物輔助生長（Oxide－Assisted Growth，OAG）。如圖2.7（b）所示，SiO2的存在擴(kuò)大了Si納米線生長的區(qū)域，使用50%SiO2和50%Si的混合粉末做源材料時，生長區(qū)域的面積是原來的30倍，極大地提高了納米線的產(chǎn)量。

圖2.7 Si納米線成品及其產(chǎn)量與SiO2比例的關(guān)系

在這種OAG反應(yīng)中，無論是源材料還是合成的納米線中，均沒有金屬元素和催化劑的存在，而且初始材料為氧化物，得到的納米線中卻不含氧。例如，利用SiO2生長出來的納米線為純Si，而且Si本身也不具備自催化效果，它就是利用SiO2輔助生長的。研究者做了一個簡單的實驗來驗證OAG模型，他們將Si和SiO2混合粉末（Si∶O＝x∶1，x≥1）放入真空（真空度小于1 333Pa）石英管中，然后將石英管放入預(yù)熱爐中（1 250～1 300℃），石英管一端置于預(yù)熱爐外用來產(chǎn)生溫度差，具有溫度差的區(qū)域也是納米線生長的區(qū)域（反應(yīng)過程不需要惰性氣體）。然后在退火20～30min之后，在石英管溫度較低部分（800～1 000℃）會生長出大量海綿狀的Si納米線。但是實驗結(jié)果生成了兩種產(chǎn)物：一種是SiO；另一種是淺棕色的松散結(jié)構(gòu)材料。X射線衍射結(jié)果顯示該物質(zhì)為一種Si結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在這一結(jié)構(gòu)可以和Si納米線一樣通過熱蒸發(fā)得到。OAG機(jī)制具有兩個優(yōu)勢：①因為沒有金屬催化劑，所以納米線純度極高；②因為有著與激光輔助生長類似的實驗步驟，所以納米線的摻雜較簡單。利用此方法合成的Si納米線的直徑為20nm，而長度可達(dá)幾百微米，這是其他方法無法實現(xiàn)的。