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纳米材料是近几年来最受关注的新材料之一，其重要意义越来越为人们所认识。准一维半导体纳米材料因其独特的物理、化学性质及巨大的潜在应用价值而在纳米材料的研究中占有非常重要的地位。但是本征的半导体纳米材料，特别是宽禁带半导体材料，因载流子浓度较低而导致电阻率较高，需要通过掺杂来控制它的载流子浓度和类型，进而调制它的电学、光学及磁学性质。本论文主要介绍了特定元素掺杂的β-Ga2O3、GaN纳米线的制备，形貌和结构表征等，重点研究了这些掺杂纳米线的磁学以及光学性质，并对其物理机制进行了分析。主要研究内容包括：
1)，用化学气相沉积法分别在管式炉中制备了β-Ga2O3和GaN纳米线。用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)和Raman谱等测试方法对样品的形貌和结构进行了表征。用光致发光(PL)谱对其光学性质进行了研究，并讨论了其发光机制。
2)，用在氨气氛下高温退火处理的方法对β-Ga2O3纳米线进行N掺杂。利用透射电镜、X射线衍射以及Raman等系统的研究了温度对氨气氛下退火样品结构和成分的影响。结果发现，在800℃以下氨化处理时，样品还基本上保持单斜的β-Ga2O3结构。当温度升高到850℃时，部分的β-Ga2O3开始转变为GaN相，温度高于1100℃时，样品基本上完全转变为纤锌矿的GaN相。
3)，在管式炉中用化学气相沉积法制备了β-Ga2O3掺Mn纳米线。利用XRD以及TEM对样品的结构进行表征，结果表明Mn掺入以后形成了尖晶石结构的MnGa2O4，当Mn的浓度很大时，样品基本上完全变为尖晶石结构的MnGa2O4相。磁学性质表明，β-Ga2O3掺Mn纳米线在低温下具有亚铁磁性。
4)，利用氧化物氨化法制备了GaN掺Mn纳米线，结果表明样品为具有单一的纤锌矿结构的GaN相，没有发现Mn或者相关的第二相的存在。系统的研究了GaN掺Mn纳米线的磁学性质，结果表明GaMnN纳米线具有室温铁磁性，居里温度至少高于室温。研究了GaN掺Mn稀磁半导体纳米线的铁磁机理，并对实验的结果进行了解释。
5)，由于用β-Ga2O3氨化处理法制备的GaN掺Mn纳米线的形貌不是很理想，所以我们又用Ga2O3粉末与氨气直接反应制备了GaN掺Mn纳米线。扫描电镜结果显示样品为形貌非常好的纳米线。XRD和HRTEM的结果表明样品为单一的纤锌矿GaN结构，不存在Mn以及相关的第二相。用超导量子干涉仪(SQUID)研究了样品的磁学性质，结果表明样品具有室温铁磁性，但没有用氨化法制备的铁磁性强。同时我们又研究了其发光性质。
6)，由于用Mn或者其他的磁性离子掺杂可能会引入磁性的团簇或者第二相，影响样品的铁磁性，所以我们又制备了GaN掺Cu的纳米线。对其进行了形貌和结构的表征，结果表明样品为很好的纳米线，为纤锌矿的GaN结构。磁性测量表明样品具有室温铁磁性，铁磁性应该是由于Cu和临近的N的p-d杂化引起的。光学测量表明Cu的掺入能够改变GaN的禁带宽度，从而调制其发光特性。