由于量子限制效应带来的优异光学和电学性质，GaAs基半导体低维结构材料在未来的光通信、光电集成和超大规模集成电路方面显示了极为重要的应用前景，受到人们的广泛重视。目前生长GaAs基半导体低维结构材料比较常用的方法是平面应变自组装方法，但是其生长机理决定这种方法很难对量子点和量子线的生长位置进行有效控制，影响了量子点在器件方面的应用。本论文采用多种方法在GaAs基图形衬底上对GaAs和InAs量子点的控位生长进行了详细的研究，取得的主要成果如下：　　 (1)在半绝缘的GaAs(001)衬底上阳极氧化铝掩膜板窗口区控位生长了GaAs量子点。利用超薄、有序的阳极氧化铝通孔掩膜板与衬底紧密结合制备了图形衬底，采用分子束外延方法在该图形衬底上生长了GaAs量子点，较好地实现了在半绝缘的GaAs(001)衬底上阳极氧化铝掩膜窗口内生长GaAs量子点。　　 (2)设计和生长了GaAs基掩膜In离子注入图形衬底，外延生长了InAs量子点结构，较好的实现了对量子点的尺寸、位置以及密度的控制。研究了掩膜In离子注入图形衬底的热退火效应，发现图形衬底在不同退火条件下呈现不同表面形貌特征。在该图形衬底上采用分子束外延方法生长了InAs量子点，实现了单层InAs量子点在GaAs基图形衬底上有序排列。研究了分子束外延条件包括生长温度、生长速率、间隔层的引入等因素对图形衬底上量子点成核以及形貌的影响，并分析了量子点的形成机制。这种在掩膜In离子注入GaAs基图形衬底上控位生长InAs量子点的方法为制备有序排列的量子点提供了一种新的途径。　　 (3)在GaAs基掩膜Mn离子注入图形衬底上外延InAs量子点。利用高有序性的阳极氧化铝通孔掩膜板结合Mn离子注入技术制备了图形衬底，研究了图形衬底的热退火效应，并在图形衬底上分子束外延了InAs量子点。研究了不同的离子注入条件制备的图形衬底和分子束外延条件对量子点形成的影响。这种在磁性离子注入GaAs基图形衬底上控位生长量子点的方法为探索有序排列的稀磁半导体低维结构材料提供了可能的途径。　　 (4)开展了在GaAs(001)衬底上催化生长GaAs纳米线的工作。利用超薄、有序的阳极氧化铝模板与GaAs衬底紧密结合，制备了有序排列的纳米Au颗粒，采用分子束外延方法生长了尺寸分布比较均匀的GaAs纳米线。研究结果表明：纳米线的宽度很大程度上由金纳米颗粒的尺寸决定，纳米线的高度可以通过分子束外延条件(As4压、速流以及生长温度等因素)得到较好的控制。　　 (5)开展了在半绝缘的GaAs(001)衬底上原位阳极氧化铝的工作。通过蒸镀一层金属铝膜，利用多次阳极氧化的方法在半绝缘的GaAs(001)衬底上形成了有序排列的、不同孔径、超薄的阳极氧化铝模板通孔阵列。这种方法为在半绝缘的GaAs(001)衬底上生长大面积、有序排列的半导体量子点和量子线提供了一种新的图形衬底，简化了GaAs衬底上阳极氧化铝掩膜图形的制备工艺，为制备GaAs基量子结构开辟了新的途径。