随着现代科学技术的发展,人们要求材料具有更优越的物理性能,且器件的尺寸越来越微型化,这些都促使现代凝聚态物理和材料科学的研究在低维材料方面产生了极大的兴趣。低维材料的研究目的主要有三个方面:（1）对发生在三维材料中的一些物理现象进行简化描述;（2）对低维材料的奇特物理现象及其性能的发现;（3）由低维材料组成新的人工三维材料。自从1991年,日本科学家S.Iijima在石墨电极电弧放电的阴极沉积物中发现了碳纳米管以来,以其为代表的一系列准一维纳米材料-纳米管、纳米线被相继合成出来。这些准一维纳米材料之所以吸引了众多研究者的兴趣,一方面是由于它们具有独特的结构,另一方面,当材料的尺寸小到一定程度时,会表现出一系列不同于体材料的新颖的物理性质,如电学性质中的量子干涉效应、光学性质中的量子限制效应（蓝移）、力学性能的极大提高等等。因此,纳米材料不论对基础理论研究,还是对纳米器件的制备和应用来说,都具有十分重要的意义。对于前者而言,一维纳米材料的合成,使介观尺度的物理现象的直接实验验证成为可能。准一维材料的研究的更大吸引力在于,它们可能是将来制造纳米器件的良好材料。以纳米碳管为例,它已被证明可用作高亮度的场发射电子源、纳米导线、纳米试管、纳米探针以及用来称量极小颗粒的“纳米称”;单层纳米碳管更被发现具有超导电性;利用纳米碳管和硅纳米线制备的M-S纳米异质结器件,具有金属-半导体异质结二极管的整流效应。GaN是一种直接带隙半导体材料,室温下带隙是3.4 eV,是制备蓝、绿发光二极管、半导体激光器的理想材料。理论和实验都证明,GaN的纳米结构可以显著提高其蓝、绿光的发光性质,为制备更高集成化的高质量光电子器件奠定了基础。Ga₂O₃是一种宽禁带半导体材料,能隙宽度Eg=4.9 eV,其导电性能和发光特性长期以来一直引起人们的关注。Ga₂O₃有5种不同的形式,即α-,β-,γ-,δ-,ε-Ga₂O₃。其中,在室温下具有单斜结构的β-Ga₂O₃最为稳定。β-Ga₂O₃是一种透明的氧化物半导体材料,在光电子器件方面有广阔的应用前景,被用作Ga基半导体材料的绝缘层,以及紫外线滤光片。本文采用氨化磁控溅射Ga₂O₃/V薄膜的方法在硅衬底上合成了GaN纳米结构和Ga₂O₃纳米结构。通过研究不同生长条件对制备GaN纳米结构和Ga₂O₃纳米结构的影响,初步提出并探讨了此方法合成GaN纳米结构和Ga₂O₃纳米结构的生长机制。（1）我们利用磁控溅射系统先在Si衬底上制备Ga₂O₃/V薄膜,接着在氨气气氛中退火制备GaN纳米结构。用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外吸收谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、光致发光谱（PL）和高分辨透射电镜（HRTEM）等测试手段详细分析了GaN纳米材料的结构、组分、形貌和发光特性。结果表明:合成的纳米结构为六方纤锌矿结构的GaN;氨化温度和时间都对一维GaN纳米结构的结晶质量和形貌产生很大的影响。随着氨化温度的升高,纳米结构的结晶质量逐渐变好,直径逐渐变大,但当氨化温度升高到1000℃时,纳米结构的结晶质量开始下降,数量开始减少。GaN纳米结构的生长机制可归结为气体—固体（VS）生长机制,其中缓冲层V使Si表面的表面能分布不再均匀,对GaN纳米线的生长起到重要作用。（2）我们利用磁控溅射系统在Si衬底上制备Ga₂O₃/V薄膜,增加了中间层V的厚度,接着在氨气气氛中退火制备Ga₂O₃纳米结构。用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外吸收谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和高分辨透射电镜（HRTEM）等测试手段详细分析了Ga₂O₃纳米材料的结构、组分和形貌特性。结果表明:在V中间层上生长出的Ga₂O₃材料的结晶特别好。另外我们还发现,不同的退火温度和不同氨化时间对Ga₂O₃薄膜表面纳米结构的形貌和质量有很大影响。Ga₂O₃/V薄膜在氨气中退火得到Ga₂O₃纳米结构的原因是:V2O5在700℃以上时释放出大量的氧气。同时V中间层对Si片表面的表面能分布的影响上也对Ga₂O₃纳米棒生长的制备创造了条件。