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半导体纳米线和磁性半导体赋予了传统半导体材料研究新的生机。半导体纳米线通过其独特的一维结构可以实现新功能器件，而磁性半导体则作为半导体自旋电子学重点研究的材料，可以实现信息处理、储存和通讯三位一体的功能。对于外延生长的GaAs纳米线，通常的Au催化的生长方法会导致纤锌矿结构，这也使得全闪锌矿(Ga，Mn)As纳米线的制备格外困难。本文通过Ga液滴自催化方法结合分子束外延技术系统地进行了高质量GaAs纳米线以及全闪锌矿结构GaAs/(Ga，Mn)As核-壳同轴纳米线的自组织分子束外延生长，避免了纳米结构里经常出现的相不纯问题。此外，我们还探索了利用Cu和Mn共掺杂方法提高磁性半导体(Ga，Mn)As薄膜居里温度的可能性。主要研究结果如下: (1)系统地进行了Ga液滴自催化GaAs纳米线的生长、表面形貌和晶体结构表征。利用分子束外延方法在GaAs(111)、Si(001)和Si(111)衬底上成功制备出了GaAs纳米线，其中在Si(111)上生长的GaAs纳米线形貌最佳，密度大，且重复性好。Si(111)上的GaAs纳米线具有较宽的生长窗口，在较大范围内改变Ga和As的束流均能生长出纳米线，且垂直于衬底表面。通过透射电镜观察到Ga液滴自催化生长的GaAs纳米线为闪锌矿结构，而在纳米线顶端会呈现闪锌矿/纤锌矿/闪锌矿结构的晶体结构相变。这种相变可以通过三相线转移理论解释，更系统的实验结果也有力地支持该理论模型。进一步地利用该模型，我们实现了单根纳米线上的轴向同质超晶格异质结，即闪锌矿层/缺陷层或纤锌矿层/缺陷层结构的异质超晶格结构。 (2)利用重氧化衬底法提高了Ga液滴自催化生长GaAs纳米线的重复性以及表面均匀性，用两步温度生长法拓宽了其温度窗口。这说明纳米线的生长还和催化颗粒的形成有密切关系。而且测试表明在低温生长的GaAs纳米线会使平面缺陷更容易出现，这一点与已报道的用Au纳米颗粒作催化剂生长的GaAs纳米线中的缺陷行为相反。 (3)利用已优化的高质量全闪锌矿结构GaAs纳米线的生长条件，通过低温分子束外延技术制备了纯闪锌矿结构GaAs/(Ga，Mn)As径向同轴异质结纳米线。由于在纳米线侧面上容易形成树杈分支或纳米晶等，(Ga，Mn)As壳层的生长窗口与(Ga，Mn)As薄膜相比更窄。当Mn含量为2％时得到了侧面平滑的GaAs/(Ga，Mn)As径向同轴异质结纳米线。我们观测到GaAs/(Ga，Mn)As径向同轴异质结纳米线的磁各向异性，并给出其居里温度为18K。低Mn含量和非(001)的外延生长导致了低的居里温度。 (4)研究了Cu和Mn共掺杂对(Ga，Mn)As薄膜居里温度的影响。最近的第一性原理研究表明，Li或Cu与Mn的共掺杂可能会提高退火后的(Ga，Mn)As薄膜的有效Mn含量、提高其居里温度。但是我们发现当掺杂Cu时，(Ga，Mn)As的居里温度增幅比不掺杂Cu的(Ga，Mn)As样品小，说明退火效率非但没有加强反而下降。我们分析了Cu和Mn共掺杂(Ga，Mn)As薄膜的居里温度与理论预期值不符的原因。