GaN是一种宽带隙半导体材料,它具有高电子迁移率、高热导等优异的物理性质。近年来,GaN材料在短波长发光器件、光探测器以及抗辐射、高频和大功率电子器件方面的广阔应用前景而备受关注,发展十分迅速。由于其体单晶难以制备,生长高质量的一维纳米结构和二维薄膜材料是研究开发GaN基器件的基础。本文对GaN纳米线和GaN薄膜的合成、显微结构以及物性进行了系统研究。主要结果如下: 1、在两端开口的管式炉中,以氧化镓和氨气为原料,Pt作为催化剂,在1000℃合成出大量高质量的氮化镓纳米线。利用场发射扫描电镜(FESEM)、能谱分析(EDS)、X-Ray衍射(XRD)、选区电子衍射(SAED)、高分辨透射电镜(HRTEM)及PL谱等测试手段对试样进行了表征。结果表明:所得纳米线平直光滑,数量较多,其直径在50~100nm范围之间,长度可达十几微米。纳米线是具有六方晶系纤锌矿结构的GaN单晶体,具有较好的光学质量且纳米线中缺陷很少。纳米线是以VLS机理生长,生长方向为[100]。 2、在不使用催化剂的情况下,以Ga<,2>O<,3>作为镓源,氨气作为氮源,直接在硅衬底上制备GaN纳米线。在相同的实验条件下,选用石英衬底,合成了氮化镓纳米棒。FESEM、XRD、HRTEM结果表明:所得的纳米线是具有六方纤锌矿结构的氮化镓晶体,其直径大约为100nm,长度在数百微米以上,且纳米线表面比较粗糙,存在较多的缺陷。纳米线是以VS机理生长,生长方向为[100]。GaN纳米棒直径大约为200nm左右,粗细不均匀并且表面有缺陷,长度从几百纳米到两微米不等。纳米棒是以VS机理生长。 3、以Ga<,2>O<,3>和Ga作为镓源,氨气作为氮源,在管式炉中制备出氮化镓薄膜。用FESEM、EDS和XRD等测试手段对薄膜进行了表征分析。结果表明薄膜是由六方纤锌矿结构的GaN晶粒组成,薄膜质量很高,表面较为平整,缺陷较少。