纳米材料因其所具有分立能级、弹道传输、量子尺寸效应等诸多新颖特性，在宏观上表现出区别传统材料独特的电学、光学特性，因而越来越受到人们的关注。纳米材料的作为21世纪材料科学的前沿领域，在现代科学研究中有着非常重要的地位。氮化镓(GaN)半导体材料是具有宽禁带、高饱和电子速率、抗辐射、物理化学性质稳定的新型半导体材料，在光电器件，特别是高频、高温、大功率器件中有着广泛的应用。GaN纳米材料的合成制备及其器件研究也成为目前国际研究的热点之一。纳米材料的结构和性质决定着器件的性能，因此在微纳器件的研究中，最基础、最重要的是纳米材料的合成。目前现有纳米器件的制备分为将体材料尺寸小下去的“自上而下”和利用纳米材料的分子原子进行组装而大起来的“自下而上”两种制备方式。“自上而下”的方式由于采用机械加工的方法，会无法避免的带来材料损伤，使晶体结构得到破坏，晶体质量下降。而“自下而上”的方法中，由于催化剂的引入，会使得纳米材料容易混入杂质元素，影响纳米材料性能。找到一种新颖且不会对纳米材料质量产生影响的合成制备方法，是目前摆在纳米领域科研人员眼前的首要难题。　　本论文将湿法刻蚀技术与金属有机化学气相沉积技术相结合，通过制备图形化Si(100)衬底，成功实现了GaN基纳米线及其异质结纳米线的外延生长。并通过扫描透射电子显微镜对GaN及其异质结纳米线的形貌、生长机理、晶体取向、应力释放等情况进行了表征和分析。并利用GaN基纳米线，探索制备出了AlGaN/GaN纳米高电子迁移率晶体管以及GaN纳米光探测器，并对其性能进行了测试与分析。本论文获得了如下的研究成果:　　1、研究了图形Si衬底的制备工艺。探索了利用湿法刻蚀的方法，通过对光刻参数的调整与调试，光刻制备具有所需图形的光刻胶胶膜做为湿法刻蚀的掩模层，并对湿法刻蚀的浓度、温度和刻蚀时间进行了实验研究，成功在Si(100)衬底上制备出了具有不同深度和长度的梯形凹槽阵列。　　2、研究了在图形化Si(100)衬底上，利用金属有机化学气相沉积技术(MOCVD)，通过优化外延生长参数，生长制备出了GaN及其AlGaN/GaN异质结纳米线。并利用透射电镜对GaN纳米线的材料特性和生长特性进行了分析和表征。所制备出的纳米线异质结为拥有两个半极性面的梯形条状结构，且晶体质量较高，界面特性优良。纳米线的径向尺寸实现500nm到3μm之间的变化。　　3、针对GaN及其异质结纳米线的剥离转移工艺进行了探索。通过利用氢氧化钾(KOH)溶液和有机溶剂超声剥离两步，实现了GaN及其异质结纳米线的成功剥离。　　4、研究了GaN/AlGaN异质结中二维电子气2DEG的特性，并利用外延生长的GaN/AlGaN异质结纳米线，通过探索器件结构设计和光刻参数，制备出来单根的GaN/AlGaN纳米高电子迁移率晶体管。提出了一种将GaN基纳米线外延生长与现有成熟的集成电路制备工艺CMOS工艺进行有机融合的新颖的集成纳米高电子迁移率晶体管的制备方法。并给出了相应的制备流程和方法。　　5、研究了利用GaN纳米线制备GaN光探测器件。通过对电极材料的光刻和金属剥离工艺的探索，利用AutoCAD软件，设计出符合器件要求的电极尺寸和光刻掩模版。选择合适的光刻胶和曝光方式，利用双重反向曝光模式进行光刻，获得了图形清晰，最小线宽达到3μm的光刻图形。并探索出了胶膜截面具有倒八字形状，实现了蒸镀电极金属后的有效剥离。通过纳米线剥离和转移工艺，制备出了具有背对背肖特基势垒结构的GaN纳米光探测器。利用325nm紫外激光和电学测试平台Keithley4200对GaN光探测器进行了性能测试和分析。成功实现了紫外光的有效探测，并得到了在+1V的偏压下，1mW/cm-2的UV光源照射下，光电流灵敏度达到4.2×103A/W，光电流增益G为1.4×104。