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近年来。由于GaN基半导体材料与器件具有广阔的市场前景，因此吸引了人们浓厚的研究兴趣。伴随着半导体薄膜器件性能需求的日益提高以及新型纳米器件的不断出现，大家对GaN材料的制备要求也越来越高。本论文工作主要针对目前氮化镓研究领域的两个热点问题：高质量GaN外延层的生长和GaN纳米线的制备及其应用探索。
主要取得了如下结果：
1、首次采用HC1气体辅助热蒸发GaN粉末源的方法成功制备了高质量竖直排列的GaN纳米线阵列，这一方法不需使用任何催化剂或掩膜，解决了传统GaN纳米线生长方法需要使用金属催化剂或掩膜而引入杂质污染的问题；
2、一维GaN纳米结构顶部为针尖状形貌，具有非常大的几何增强因子，且全部竖直向上排列，大多都能参与对场发射的贡献，作为阴极发射体进行测试，结果表明其场发射性能优异；
3、使用GaN纳米线阵列作为纳米模板生长GaN薄膜。与直接在MOCVD-GaN模板上生长的样品相比，该方法生长的样品的结晶质量得到了明显的改进，材料应力也得到一定程度的释放；
4、首次采用Mo纳米岛状点阵作为纳米掩膜实现GaN材料的选择外延和纳米横向外延生长，大幅度地提高了GaN外延层的质量；
5、首次采用原位腐蚀技术制备多孔GaN模板用以GaN薄膜外延，测试结果表明该技术能够有效改进GaN薄膜的生长质量。