Ⅲ族氮化物属于第三代半导体材料,由于其优异的光学和电学性质,在光电子器件方面的应用越来越重要。Ⅲ族氮化物纳米材料的合成、表征、性能及应用研究已经成为当今纳米科技领域的重要研究方向之一。本文围绕Ⅲ族氮化物零维与一维纳米材料的制备与性能研究开展工作,利用无水金属(ⅢA)氯化物与NH3的化学气相沉积路线,制得了系列氮化物零维与一维纳米材料,完善了以氯化物为前驱物制备Ⅲ族氮化物纳米材料的技术路线;系统研究了反应温度和原料浓度对产物形貌的影响,掌握了制各规律,推测了其生长机理;研究了这些纳米结构产物的光致发光和场致发射性能,为其后续应用提供了理论基础。具体归纳如下：　　 ⑴利用无水AlCl3与NH3的化学反应,通过化学气相沉积路线制备了AlN纳米空心球,制得的AlN纳米空心球纯度高,结晶度较好,直径为80～400nm,壳层厚度约为15nm。通过摸索制备规律,提出了原位产生模板的合成机理,即AlCl3与NH3反应生成AlCl3·xNH3圆形颗粒,表面氮化后形成AlCl3·xNH3@AlN核壳结构,再经高温煅烧去除AlCl3·xNH3内核后得到AlN纳米空心球。这种原位产生模板的方法可以拓展到GaN体系,利用无水GaCl3与NH3的化学反应,以原位产生的NH4Cl颗粒为模板,制得了GaN空心纳米笼。　　 ⑵利用无水AlCl3与NH3的化学反应,通过化学气相沉积路线,制备了由AlN纳米针按六重对称性组装而成的纳米分级结构;系统研究了反应温度和AlCl3蒸气压对产物形貌的影响,可控地合成出两种形貌的AlN纳米分级结构,即纳米花和纳米海胆,并提出了相应的合成机理。研究了AlN纳米分级结构的光致发光和场发射性能,结果表明其性能与形貌有较为密切的关系,拥有更好定向性和适当密度的纳米海胆比纳米花显示出更加优良的光电性能。　　 ⑶研究了AlN纳米阵列在金属基底上的直接生长,并探讨了金属基底对AlN纳米材料场发射性能的影响。本课题组前期工作表明：生长于Si基底上的AlN纳米锥阵列的场发射性能受到基底表面自然氧化层的影响,导致其开启电场偏大。用导电金属基底替代Si片生长AlN纳米锥阵列,可有效地减小AlN纳米材料与基底之间的接触电阻,从而改善了AlN纳米锥的场发射性能,为其在场发射器件中的应用提供了有益的思路。　　 ⑷利用无水GaCla与NH3的化学反应,通过化学气相沉积路线制备了GaN纳米柱阵列。通过改变GaCl3的蒸气压,调控了纳米柱的顶端形貌,并推测了GaN纳米柱的合成机理。GaN纳米柱阵列的场发射测试结果表明其开启场强Eto为14.8V/μm,场增强因子为690,在场发射领域有潜在应用价值。　　 ⑸利用无水InCl3与NH3的化学反应,通过化学气相沉积路线制备了系列InN纳米结构,包括八面体颗粒、纳米柱阵列、六棱形纳米锥等。系统研究了反应温度和InCl3的蒸气压对产物形貌的影响,掌握了其制备规律。研究了具有小尺寸发射尖端的InN纳米锥的场发射性能,开启电场为12.5 V/μm,显示了其在场发射领域的潜在应用价值。