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Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线凭借其独特的电学、光学和结构特性，在未来新型纳米器件上具有很大的应用前景。特别是InAs、InAsSb、InGaAs和GaSb半导体纳米线，由于其具有优异的载流子输运特性和直接带隙结构，在光、电器件方面有非常重要的研究意义。进一步，形成异质结构纳米线将极大拓宽半导体材料的应用范围。本论文基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)平台开展了InAs、InGaAs、InAsSb、GaSb半导体纳米线以及InAs/GaSb、InGaAs/InP异质结纳米线的生长研究，具体包括InAs/GaSb异质结纳米线的生长、InAs纳米线晶格质量的提高、基于图形衬底InAs(Sb)/GaSb核壳异质结纳米线阵列的生长和InGaAs/InP核壳异质结纳米线的生长等方面的研究工作，取得的主要研究结果包括: (1).系统地研究了基于硅衬底InAs/GaSb轴向和径向异质结纳米线的生长。发现对于轴向InAs/GaSb异质结纳米线的生长，温度对GaSb纳米线的生长有很大的影响。考虑到GaSb的侧向生长和InAs纳米线的热分解，在生长温度为500℃和520℃时，实现了轴向InAs/GaSb异质结纳米线的生长。对于InAs/GaSb核壳异质结纳米线，由于Sb的表面钝化作用，TMSb流量的增加会显著降低Ga原子的扩散长度，从而进一步对GaSb壳层的生长产生很大的影响。通过对生长参数的优化，我们成功实现了形貌较好的自催化InAs/GaSb核壳异质结纳米线的生长。 (2).自催化生长的InAs纳米线含有大量的平面缺陷。对于核壳纳米线结构生长，核纳米线中的平面缺陷将会进一步延伸到壳层中。在生长InAs核纳米线的过程中，通过引入少量Sb原子，有效提高了InAs/GaSb核壳异质结纳米线的晶格质量。 (3).开展了高质量InAs(Sb)/GaSb核壳异质结纳米线阵列的生长研究，实现了对自催化InAs(Sb)/GaSb核壳异质结纳米线位置的精确控制，为后期基于InAs(Sb)、InAs(Sb)/GaSb核壳异质结纳米线的高性能三维垂直器件的制备打下了重要基础。 (4).通过对InAsSb/GaSb核壳异质结纳米线电学性能的表征，发现n型InAsSb 核和p型GaSb壳可分别作为电子与空穴的导电沟道，通过对壳层厚度和栅压的控制，可以对核壳异质结纳米线的导电类型进行调控。此外，通过对n型InAsSb纳米线光电性能的表征，发现InAsSb纳米线探测器呈现出反常的负光电导特性。 (5).开展了InGaAs/InP核壳异质结纳米线的生长及光学性能研究。发现由晶格失配引起的应力对InGaAs/InP核壳异质结纳米线的形貌有很大的影响。过大的晶格失配会导致InP壳层的不均匀生长，从而引起纳米线的弯曲。由于InP壳层可以有效地钝化InGaAs核纳米线的表面缺陷，并且可以对高In组分InGaAs材料中的载流子起很好的限制作用，通过在高In组分的InGaAs纳米线表面生长InP壳层可以显著地提高纳米线的光学性能。