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GaN是一种直接宽带隙（禁带宽度是3.4eV）半导体材料，其具有化学和物理稳定性好，电子饱和漂移速率高，临界雪崩击穿电场强度大，介电常数小等优点，可应用在蓝、绿发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、紫外探测器和大功率器件等领域。另外，由于GaN的功函数(4.1eV)及电子亲和势(2.7-3.3eV)都小、热导率高、耐高温，使得其在场发射阴极材料应用方面有很大的潜力。 本文采用Pt催化化学气相沉积(CVD)法，首先，研究了氨化温度与镓源对GaN纳米线结构和形貌的影响;然后，通过控制工艺参数制备了螺旋形GaN纳米线;最后，利用密度泛函理论对六角形截面GaN的功函数进行了研究。具体内容如下: 第一、经过研究镓源及氨化温度对GaN纳米线结构和形貌的影响，得到:(1)氨化温度对GaN纳米线的长度和粗细有影响;(2)氨化温度和镓源对纳米线的平直度和结晶性有影响。我们对制备的GaN纳米线样品进行了场发射特性测试，发现GaN纳米线场发射特性与纳米线的长径比、形貌有关，样品均表现出较好的场发射性能。 第二、在氨化温度为1050℃，NH3流量为200sccm，氨化时间为20min条件下，制备了螺旋形GaN纳米线，对其进行了SEM、XRD、TEM及场发射特性测试，结果发现制备的螺旋形GaN纳米线是六方纤锌矿单晶结构，沿[0001]方向生长;场发射电流密度为100μA/cm2时开启电场为4.5V/μm，几何增强因子为2285，具有优异的场发射性能。 第三、构建了截面为六角形，三个不同直径的GaN纳米线模型，用密度泛函理论计算了这三种纳米线的功函数，结果发现，随着纳米线直径的增加功函数基本不变，和GaN块体材料的功函数接近。