使用化学气相沉积法在a面蓝宝石衬底上同步外延生长氧化锌(ZnO)竖直纳米棒阵列和薄膜，研究了阵列和薄膜的光电化学性能。结果表明，纳米结构中的竖直单晶纳米棒有六棱柱形和圆柱形，其底部ZnO薄膜使竖直纳米棒互相联通。与ZnO纳米薄膜的比较表明，这种纳米结构具有优异的光电化学性能，其入射光电流效率是ZnO纳米薄膜的2.4倍；光能转化效率是ZnO纳米薄膜的5倍。这种纳米结构优异的光电化学性能，可归因于其高表面积-体积比以及其底部薄膜提供的载流子传输通道。本文分析了这种纳米结构的生长过程，提出了协同生长机理：Au液化吸收气氛中的Zn原子生成合金，合金液滴过饱和后ZnO开始成核，随后在衬底表面生成了ZnO薄膜。同时，还发生了Zn自催化的气-固(VS)生长和Au催化的气-液-固(VLS)生长，分别生成六棱柱纳米棒和圆柱形纳米棒，制备出底部由薄膜连接的竖直纳米棒阵列。