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由于其独特的物理化学性质(直接带隙、同太阳光谱匹配的禁带宽度、高光吸收系数等)，砷化镓(Gallium Arsenide，GaAs)纳米线具有实现高效率太阳能电池的潜力，但是材料科学的基础问题仍然制约着GaAs纳米线太阳能电池的性能提高。本文中我们使用金辅助分子束外延技术研究不同GaAs衬底上GaAs纳米线的制备与生长机理，并分析制备的纳米线的形貌、生长方向和晶体结构。
本文主要研究工作如下：
1.针对金辅助分子束外延技术GaAs纳米线制备进行了系统的研究，我们发现，通过调整生长参数，可以有效控制纳米线的轴向生长和径向生长速率。同时，AS4束流对GaAs纳米线侧壁稳定性起着决定性作用，特定的制备条件下，可获得均匀的同轴芯壳纳米结构。
2.研究不同GaAs衬底上GaAs纳米线的方向和晶体结构，发现在常规生长条件下，(111)B衬底上生长的纳米线沿<0001>方向生长，晶体结构为铅锌矿结构；(100)B衬底上生长的纳米线，在低Ga束流，沿<110>方向生长，在高Ga束流下，优选生长方向向<111>方向转变，晶体结构均为闪锌矿结构；(311)B衬底上生长的纳米线，在低Ga束流，沿<001>方向生长，晶体结构为闪锌矿结构，在高Ga束流下，主要沿<0001>方向生长，晶体结构为铅锌矿结构，一小部分仍沿<001>方向生长，对沿<001>方向生长的纳米线，存在由衬底<112>方向向晶体<001>方向的转变。