GaN是一种宽禁带直接带隙Ⅲ族氮化物半导体材料(3.4 eV),因其具有优良的光学、电学性质,且化学和物理稳定性好,而被广泛应用于光电子和微电子器件等领域。另外,GaN材料热导率高、电子亲和势(2.7-3.3 eV)和功函数小,是一种很有前途的场发射阴极材料,目前已成为世界各国研究的热点。本文主要研究Sb掺杂GaN纳米线的理论计算和实验制备。在理论上,采用第一性原理的密度泛函理论对不同浓度Sb掺杂GaN纳米线的形成能、电子结构(包括能带、态密度、局域电荷密度)和功函数进行了研究。结果表明:Sb原子更易替代GaN纳米线最外层的Ga原子形成最稳定的结构;Sb掺杂在纳米线导带底附近和价带顶附近引入了杂质能级,使得GaN纳米线带隙减小;Sb杂质的引入主要为纳米线导带底附近贡献电子态;导带底附近的局域电荷主要是由Sb原子和少量的Sb原子附近的N原子相互作用产生;单原子和双原子Sb掺杂GaN纳米线的功函数相比未掺杂GaN纳米线都稍有减小,从理论上预测了Sb掺杂可以改善GaN纳米线的场发射特性。在实验上,采用化学气相沉积法在覆有Pt催化剂的Si(111)衬底上,以Ga2O3为Ga源、NH3为N源、锑粉为掺杂源,制备出Sb掺杂GaN纳米线。分别研究了氨化温度、氨化时间、氨气流量以及掺杂质量比对Sb掺杂GaN纳米线形貌的影响,并进一步用XRD、EDS对不同掺杂质量比下的Sb掺杂GaN纳米线进行表征。结果表明:在1040℃、30 min、250 sccm的条件下制备的Sb掺杂GaN纳米线形貌较好;Sb掺杂GaN纳米线的生长遵循VLS机制;制备的Sb掺杂GaN纳米线是六方纤锌矿结构,且Sb掺杂进了GaN纳米线中,并且随着掺杂比例的增加,纳米线的结晶性变弱。