GaN(Gallium nitride)基材料是指元素周期表中Ⅲ-A族Al、Ga、 In元素与Ⅴ-A族N元素形成的一类化合物，是直接带隙半导体材料，在室温下有很宽的带隙。GaN(Galliumnitride)基材料在光电子器件，如蓝光、紫外、紫光等光发射二极管和激光二极管方面有重要应用。研究开发GaN半导体电子器件已成为当前半导体科学技术研究的热门课题，因此制备GaN纳米材料成为研究热点。　　本论文主要分实验和模拟两个部分。　　第一部分:首先利用化学气相沉积法对GaN纳米线的制备进行了研究，主要研究了生长时间、催化剂浓度、衬底在硝酸镍乙醇溶液中的浸泡时间对制备GaN纳米线的影响，利用X射线衍射(XRD)表征和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行表征，分析不同条件下GaN纳米线样品的生长情况从而得到了GaN纳米线的最佳工艺条件，成功制备出大量高质量的GaN纳米线。同时还测量了GaN纳米线的场发射性能，发现GaN纳米线具有较低的开启电场和较大的发射电流，而且发现开启电场和场发射电流与纳米线密度和纳米线表面的粗糙程度有关。　　第二部分:使用基于第一性原理密度泛函理论的平面波赝势方法优化Si衬底的结构，计算最佳吸附模式下，Si(100)晶向衬底和Si(111)晶向衬底弛豫表面吸附GaN的吸附能大小及其态密度图，结果表明在相同实验条件下，Si(100)晶向衬底比Si(111)晶向衬底更容易吸附GaN。同时通过分析吸附之后表面电子结构和表面电荷的变化发现，在吸附过程中N(4s)电子轨道态和Si(3p)电子轨道形成了明显的混合态，形成了共价键。