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半导体纳米线在新一代的电子和光电器件中有着巨大的应用前景。基于异质结纳米线的半导体光电器件已经成为当代科学研究的热点，如纳米线激光器、LED、FET等。异质结制备是实现高性能纳米线器件的关键，包括轴向和径向异质结。本论文针对InAs/GaAs轴向异质结纳米线的生长展开了理论和实验研究，主要内容如下：
1、应用弹性力学模型分析了含有组分渐变缓冲层的轴向异质结的应变与应力分布。研究表明缓冲层渐变梯度越小越能有效释放应变，并且该结构可以显著改善轴向串接纳米线生长的界面能，突破纳米线异质外延临界直径的限制。
2、应用有限元的方法对轴向异质结纳米线的应力应变分布进行了仿真。结果表明纳米线的应力应变分布与纳米线的几何尺寸相关，插入缓冲层以后能够降低系统的应力与应变。
3、与人合作利用低压金属有机物化学气相沉积(LP-MOCVD)技术在GaAs(111)衬底上生长出InAs/GaAs纳米线，探索了InAs/GaAs轴向异质结纳米线的生长特点，结果表明：GaAs纳米线上直接生长InAs纳米线，生长InAs阶段，合金液滴沿着侧壁向衬底方向或者扭曲生长，研究表明不同材料串接生长时受到界面能差异和晶格失配的限制。
4、与人合作利用插入InxGa1-xAs组分渐变缓冲段，克服了晶格失配的问题，实现了InAs/InxGa1-xAs/GaAs轴向双异质结。结果表明：组分渐变缓冲段可以有效的释放应变和应力，克服界面能差异引起的生长方向紊乱，实现InAs/InxGa1-xAs/GaAs纳米线的垂直生长。TEM测试表明，所生长的InAs段纳米线是具有周期孪晶面结构的纯闪锌矿结构。
5、与人合作实现了Si基上InAs/InxGa1-xAs/GaAs纳米线的生长。在Si(111)衬底上，首先生长GaAs/AlGaAs缓冲层，利用双温生长技术，生长出InAs/InxGa1-xAs/GaAs纳米线。研究表明应用缓冲层技术可以有效地释放失配应变，突破纳米线大失配异质外延的临界直径限制，并且缓冲层可以有效阻挡Au原子向衬底扩散以及衬底Si原子向纳米线扩散。