Ⅲ族氮化物半导体材料因其禁带宽度随合金组分而可调,覆盖0.64⁶.2 eV的全光谱范围,可广泛应用于太阳能电池、近红外^紫外发光器件、高温高压高频功率器件等领域。与薄膜材料相比,纳米结构的Ⅲ族氮化物形貌丰富多样,呈现出不同的性能。将低维Ⅲ族氮化物纳米结构材料应用于光探测器、电化学储能器件中有着广阔的应用前景。本文以探究Ⅲ族氮化物的光探测和电化学储能器件的应用为目标,以GaN和InN半导体材料为研究对象,研究并制备了低维结构的GaN和InN纳米材料,分析纳米结构材料的生长机理,结合纳米材料的结构特点,设计并构建了不同的器件,以实现其应用。本论文共分为五章,研究的主要内容和取得的主要结果归纳如下:第一章概述了Ⅲ族氮化物的基本物理化学性质,纳米材料的特性及其主要合成方法和生长机理。分析了GaN和InN纳米材料的化学气相法制备、在电子和光电子器件领域应用的国内外研究现状,并根据课题的研究背景和主要存在问题提出本研究的主要内容。第二章介绍了本文用到的GaN和InN纳米材料的制备方法和使用的生长设备,并着重介绍了纳米材料样品的结构、成分及光学特性等表征方法及仪器设备,以及紫外探测器测试和电化学测试方法。第三章详细研究了GaN纳米材料的制备及性能。利用化学气相沉积法,分别以GaCl₃和Ga₂O₃为Ga源,在硅衬底上制备了GaN纳米材料。研究了源基距、衬底温度、源区温度、载气流量、NH₃流量、保温时间以及有无Au催化剂对GaN纳米结构材料的影响。通过对纳米结构材料的形貌和结构特点的分析,探讨了GaN纳米结构材料的生长机理。以GaCl₃为源,合适的温度梯度、源基距和气体流量时可以获得沿,-方向生长的GaN纳米棒;以Ga₂O₃为源,在Au催化剂辅助下,制备了GaN纳米线、塔状纳米棒、纳米片,GaN纳米结构材料的生长遵循气-液-固生长机制,GaN纳米结构材料的物理性质与生长温度和NH₃流量（即Ⅲ/Ⅴ比）密切相关。GaN纳米材料的形态随着Ⅲ/Ⅴ比的增加,从纳米线变为塔状纳米棒或纳米片。高Ⅲ/Ⅴ比生长的塔状GaN纳米棒具有良好的单晶特性和强364 nm近带边发光。第四章主要研究了InN纳米材料的制备及性能。利用化学气相沉积法,以InCl₃为In源,在硅衬底上制备了InN纳米材料。研究了生长温度、气体流量以及有无Au催化剂对InN纳米结构材料的影响。InN材料的生长温度范围约为600-700℃。无催化剂条件下,合适的生长温度、NH₃流量和载气流量可获得表面平整、晶体质量较高的柱状InN材料,具有中心波长约为570 nm的光致发光峰;Au催化剂辅助生长获得的材料主要为In₂O₃,并且,生长温度为750℃时得到的产物是特殊的Au嵌入In₂O₃纳米线,Au纳米点沿In₂O₃纳米线轴向呈不连续分布。根据对其生长机制的分析发现这一特殊结构是NH₃和Au共同催化作用的结果。第五章探究了GaN纳米材料在紫外探测和电化学储能方面的应用。包括:（1）构建了基于塔状GaN纳米棒的金属-半导体-金属（MSM）结构紫外探测器,研究了该器件的光电探测性能。塔状GaN基紫外探测器表现出良好的探测性能、快速响应能力。探测器响应的上升时间（t_r）和衰减时间（t_d）分别小于82和164 ms;当偏压为3 V时,光电流和响应度分别达52μA和64.2 mA/W。（2）基于GaN纳米线的大长径比,结合材料高电子迁移率、良好的电化学可逆性和热稳定性特点,用于电化学储能器件时不仅可以增加电极与电解质之间的接触面积,缩短电子和离子的传输路径,有利于提升电极的储能性能,还可以适用于恶劣环境。文中研究了GaN纳米线和GaN-MoS₂复合纳米线电极的电化学性能和储能机理。GaN和GaN-MoS₂纳米线电极的电化学性能均表现出法拉第电子迁移特性和快速充放电能力。当电流密度为1 mA cm^-2时,GaN和GaN-MoS₂纳米线的比容量分别为128.8和173.4 mC cm^-2,表现出较高的储能特性。