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本文详细地研究了纤锌矿氮化物低维量子结构，包括纤锌矿准二维量子阱、准一维量子阱线与准零维量子点体系的极化光学声子振动模特性，在此基础上进一步研究了氮化物量子体系的极化子效应。
该论文首先在介电连续与Loudon’s单轴晶体模型下，推导并考察准一维纤锌矿氮化物量子线结构的完整的极化光学声子振动模及其相应的电子-声子相互作用哈密顿。由于纤锌矿晶体的各向异性，准一维纤锌矿氮化物量子线体系的声子模呈现出与熟知闪锌矿砷化物低维结构不同的新特点。通过引入了一个γ(ω)函数(即纤锌矿晶体两个方向上介电函数之比的平方根)，一方面非常清楚地展示了各类声子模存在的频率区间，另一方面又十分方便给出各类声子模的静电势，而且它的绝对值大小还反映了声子静电势的衰减与振荡快慢程度。研究发现，在纤锌矿准一维量子线中可能存在五种类型的极化声子模：界面(表面)模、准受限模、传播模、半空间模和精确受限模。其中传播模与准受限模是纤锌矿氮化物低维量子结构所特有的，而在闪锌矿砷化物量子体系中不能出现。纤锌矿量子线中的五种极化声子模中除了精确受限模外，其它都是色散的。本人对其中色散的四种声子模存在的频率区间、色散方程以及电子与这些声子模之间的耦合特性进行了详细分析。结果表明，对于一个确定的声子波数与角量子数，在每一个界面或表面声子频率区间，通常存在两(一)支界(表)面声子模，而在每一个准受限模、传播模和半空间模频率区间，通常存在无穷多支声子模。当自由波数与角量子数较小时，这些声子模的色散比较显著，当声子自由波数与角量子数趋于无穷大时，这些声子模频率均收敛于某个确定的常数或纤锌矿晶体的某个特征频率。有趣的现象是，研究发现声子波数与角量子数趋于无穷大时，纤锌矿准一维异质结中的界(表)面模频率与纤锌矿准二维平面异质结的界(表)面模频率相同，对这一现象从物理与数学上进行了合理分析。在四种色散声子模频率对声子波数、角量子数及量子体系结构参数的依赖关系曲线中，观察到了明显的声子模“退化”行为，这主要是因为纤锌矿材料的各向异性造成它们特征频率交叠引起的。对电子-声子耦合特性考察发现，高频区声子模相对于低频区声子模的电子-声子耦合强度更强。而且，高阶声子模比低阶声子模在电子-声子相互作用中起更重要的作用。
在研究准一维氮化物量子线声子模的基础上，将工作向纤锌矿准二维量子阱与准零维量子点两种低维结构进行扩展，研究它们的声子模特性。其中对准二维纤锌矿量子阱中的声子模的研究着重结构对称性对体系声子模的影响。结果发现，纤锌矿量子阱结构的非对称性将直接导致界面声子势既不对称，也不反对称，大波数时出现更多的极限频率值，这与对称结构明显不同。在非对称结构中，纤锌矿异质结的声子模“退化”行为更易被观察到。对纤锌矿准零维量子点的声子模考察发现，在圆柱形氮化物量子点中，存在四种混合极化光学声子模，即界面(IO)-传播(PR)混合模、准受限(QC)-半空间(HS)混合模、传播(PR)-准受限(QC)混合模与界面(IO)-半空间(HS)混合模。进一步讨论了这些混合声子模的色散方程，发现它们的频率是声子波数和角量子数的分立函数。当量子点几何结构发生变化时，它们可分别约化为纤锌矿准二维量子阱与准一维量子线中的相应声子模。
应用得到的纤锌矿低维量子体系声子模理论的，选取了一个自由站立的一维GaN纳米线结构，采用微扰方法计算了体系的极化子自陷能及声子对电子有效质量修正。计算中考虑了GaN纳米线中仅有的两种声子模，即表面模与准受限模的贡献。结果表明，GaN纳米线中极化子自陷能超过60meV，这一数值与最近的GaN纳米线实验结果相符合。相对于GaAs-基量子线，GaN纳米线中极化子自陷能要大一个数量级，有效质量修正也大了约三倍。这主要归因于氮化物半导体材料比砷化物半导体材料的电-声子耦合常数要大得多。