二维GaN具有较宽的带隙、优异的光电特性和良好的热力学稳定性,在光电子器件、自旋半导体器件、气体传感器件以及高功率器件等方面具备广阔的应用前景。目前,二维GaN是二维材料研究领域的一个热点。本文基于第一性原理分别研究了 g-GaN/C60异质结和CO、H2S和NO三种有毒气体分子吸附碱金属掺杂g-GaN的电子和光学特性;研究了用化学气相沉积法制备GaN纳米片。本文的研究内容主要如下:第一,g-GaN/C60异质结属于Type-II型异质结构,导带底由C60分子中C的2p轨道贡献而价带顶由单层g-GaN中N的2p轨道和Ga的3d轨道贡献,内建电场达6.11 eV,有效分离电子和空穴,延长载流子寿命:当施加0.2和0.4 V/A的垂直电场时,Type-II型异质结特点依然被保留下来,并且随着电场强度的增加,电荷转移量也随之增加,提高载流子的分离效率。吸收光谱研究结果表明g-GaN/C60异质结在紫外和可见光波段均出现明显的吸收峰,使得这种材料在光电子器件领域比如太阳能电池方面具有广阔的应用前景。第二,基于第一性原理分别对CO、H2S和NO三种有毒气体分子吸附本征单层g-GaN、碱金属（Li、Na、K、Rb和Cs）掺杂单层g-GaN,以及CO、H2S和NO三种有毒气体分子吸附碱金属掺杂单层g-GaN体系进行了研究。NO吸附本征单层g-GaN体系产生磁性,而CO和H2S吸附本征单层g-GaN并未出现磁性,掺杂碱金属后三种吸附体系均产生磁性;掺杂碱金属后引起轨道杂化,在禁带中出现杂化轨道,这种杂化轨道的出现有利于价带电子的跃迁,提高吸附体系的电导率;吸附体系的电荷转移发生在气体分子、Ga原子、N原子以及掺杂原子之间,表明碱金属掺杂可以明显改善二维GaN基材料的吸附特性,从而推动二维GaN基材料在气体传感器方面的应用。第三,用化学气相沉积（CVD）法,以金属镓为镓源,以NH3为氮源,用双层钨片做衬底,下层钨片涂覆金属镓,上层钨片放置于下层钨片正上方,通过控制反应时间,NH3流量和反应温度,研究了可控生长均匀致密、厚度较薄的GaN纳米片。在NH3流量为100sccm,温度区间为750-800℃时可控制备了具有良好结晶度的六方纤锌矿结构GaN纳米片,其厚度小于100nm,横向尺寸1-2μm。研究结果对推进二维GaN的应用有重要意义。