由于量子尺寸效应的存在，使一维纳米材料出现能级分立、电导量子化、弹道输运等诸多新颖的现象，进而在宏观上呈现出独特的电学、光学、和力学等性能。一维纳米材料（如纳米线）不仅是研究微尺度低维度下材料的物理和化学性质的理想体系，而且在未来纳米器件中也有着潜在的应用。因此，一维纳米材料引起了人们越来越广泛的研究兴趣，在现代材料科学的研究中占据着非常重要的地位，也成为了21世纪材料科学的前沿领域之一。GaN基半导体材料具有较宽的直接带隙，以其优异的物理、化学稳定性，高饱和电子漂移速度，高击穿场强等性能，目前广泛应用于高频、高温、高功率电子器件以及光电子器件等领域，已经成为继第一代锗(Ge)、硅(Si)半导体材料和第二代砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。自身材料性质加上一维纳米材料的特性，使GaN纳米线在纳米光电器件方面有重要的应用前景，一维GaN纳米线的合成及其性能研究也成为目前国际上的研究热点之一。由于材料的结构和性质决定了器件的性能，因此一维纳米材料的可控制备是其应用于纳米器件的前提和基础。虽然在过去短短的十几年间一维纳米材料的研究已经取得了很大的进步，然而，如何在形貌、排列、成份、结构以及性质上可控制备一维纳米材料，依然是一个很大的挑战。半导体硅(Si)在地球上含量极为丰富，硅晶圆制备工艺以及Si基半导体集成电路技术已经相当成熟。而Si衬底的湿化学刻蚀法更是因为实验设备简单、成本低、生成效率高以及重复性好，目前已成为半导体电子器件与光电子器件领域广泛使用的理想技术之一。　　 本论文利用金属有机化学气相外延(MOCVD)技术，结合湿法化学刻蚀，在图形化Si(100)衬底上实现了GaN基纳米线异质结阵列的可控制备。并利用光学显微镜、扫描透射电子显微镜、室温拉曼光谱分析仪对所制备的GaN基纳米线异质结阵列的形貌、生长机理、晶体生长取向、晶体形状结构以及应力释放情况的表征，并利用近场光学显微镜对所制备的GaN基纳米线异质结的光致发光以及光泵浦激光特性进行研究。本论文获得了如下的研究结果:　　 1、研究了条纹图形Si衬底的制备。通过控制所配制KOH溶液的浓度和腐蚀时间、调节掩膜版图形，制备出了具有不同深度不同长度条纹阵列的Si(100)图形衬底。　　 2、研究了GaN基纳米线异质结在图形Si衬底上的生长机理及所生长纳米线异质结的形貌、结构特性。在Si(100)图形衬底上成功制备出直径、长度、空间密度、光学性质可控的GaN基纳米线异质结阵列。制备出两种结构的纳米线异质结:GaN/(InGaN/GaN)10多量子阱结构和n-GaN/(InGaN/GaN)6/p-GaN器件结构。所制备出的纳米线异质结为拥有两个半极性面的梯形条状结构，且晶体质量较高，界面特性优良。研究了GaN基纳米线异质结的拉曼光谱特性，结果表明Si衬底上一维纳米线晶体的应力得到一定的释放。　　 3、研究了Si图形衬底上GaN基纳米线异质结阵列的剥离和转移。转移后的纳米线的直径从500nm到3№不等，长度在几个微米到几千微米之间。　　 4、研究并比较了两种结构的单根纳米线异质结的光致发光特性和光泵浦激光特性。实验结果发现通过调节衬底图形和控制生长时间，可以实现对纳米线异质结光学特性的调控。除此之外，我们生长的GaN基纳米线异质结在较低的阈值下产生优良的光泵浦激光特性。