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近十几年来，GaN基光电子器件得到了迅猛的发展，世界各国政府和公司都极其的关注GaN材料及其相关产业。随着GaN基LED，LD飞速的发展，也显现出了在GaN材料生长中所存在的很多问题，例如:高的缺陷密度对器件的寿命和阈值等具有很大的影响。因此，必须从纳米级的尺度提高材料的晶体质量，进而使材料满足应用化的要求。本文的主要内容如下:
1.介绍了GaN体材料、薄膜/厚膜材料和纳米材料生长在国内外的发展状况，阐述了研究低维度GaN材料生长的意义和重要性。
2.介绍了本研究中所主要使用的各种材料表征设备的基本工作原理，包括X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、阴极荧光(CL)、共聚焦拉曼光谱仪(Raman)和光致发光(PL)等
3.系统的研究了HVPEGaN纳米柱生长过程中，金属纳米颗粒对于GaN纳米柱生长的关键性作用。实验中，通过采用不同厚度的Au、Ni和Fe膜作为催化剂，并对所生长的纳米柱进行了大量的检测分析和表征，证明了金属催化剂是GaN纳米柱生长的核心要素。
4.通过分析和研究不同金属在HVPE生长系统中被高温HCl气体腐蚀速率的差异，得出在HVPE生长系统中具有化学惰性的贵金属更适合作为催化剂，并且证明了在HVPE生长系统中，GaN纳米柱生长实际上不完全遵循经典的VLS生长机制，而是VLS+VS机制。
5.在实验中发现，载气中H2的比例可以影响GaN纳米柱的生长速率和纳米柱根部的合并速率，以及可以影响催化剂的有效作用时间。
6.基于对数十根单根纳米线的HR-TEM和SAED结构表征，我们发现高长径比、直径小的纳米线往往是纯六方相结构;而低长径比、直径大的纳米线往往是存在高密度层错分布，即六方/立方混合结构。
7.发明了一种在纳米尺度下，TEM和SEM-CL准原位表征的方法，构建了材料纳米结构和对应光学性质的直接联系。研究发现相对于纯WZ结构的GaN单根纳米线，具有WZ/ZB结构纳米线的阴极荧光谱(CL)出现了蓝移。通过对CL发光谱的蓝移现象的分析和研究表明，蓝移是由于高密度的WZ/ZB结构单元及其各种超结构所引起的特殊效应。