单光子源是量子通信和量子计算的关键器件之一。单量子点作为典型类型的原子系统,可以在严格意义上产生单光子,是一种极有潜力的单光子源。然而单量子点的自发辐射效率很低,且发射方向随机,应用受到严重限制。一种有效途径是将量子点嵌入微腔中,提高量子点的自发发射效率,同时实现定向单光子发射。纳米线具有天然的微腔结构,且易与量子点集成,基于纳米线/量子点结构的单光子源具有重要应用前景。本论文围绕纳米线量子点单光子源展开了理论和实验研究,取得的主要成果如下:1、利用有限时域差分法模拟了一种在GaAs/InP纳米线核壳结构中嵌入单个InAs量子点的单光子源的光学特性,研究了纳米线半径、长度及量子点位置对量子点发光珀赛尔因子和萃取效率的影响。2、提出并仿真了一种金包裹的纳米线量子点单光子源结构,研究了纳米线半径、金厚度对量子点发光特性的影响。在纳米线直径为25 nm,金外壳厚度为75 nm时,珀赛尔因子比无金时提高了 1028倍,为进一步降低纳米线单光子源的尺寸提供了一条途径。3、利用金属有机化学气相沉淀方法,在GaAs/InP核壳纳米线侧壁制备出分立的InAs量子点。量子点为S-K模式,且为纯闪锌矿结构。在5.5 K下,量子点在1.37 - 1.39 eV呈现分立的发光峰,光谱线宽从数百μeV到1 meV,在近红外单光子源中有重要应用潜力。