以氮化镓（GaN）为代表的第三代半导体材料因其带隙宽、热导率高、电子饱和漂移速率大、击穿电压高以及抗强辐射等诸多特色,不仅在蓝紫光电器件、全色显示和白光照明等领域独占鳌头,近年来更在高电压、高频率的功率电子器件和微波器件中异军突起,展现了相比传统硅基器件的多方面优势。但受制于同质衬底材料的匮乏,异质外延所带来的高缺陷和位错密度难以避免。而纳米材料则以其特有的量子限制效应、库仑阻塞效应、以及高的比表面积和纳米线内极好的单晶性能日益受到重视;另一方面,我们需要具有效率更高,更为强大的功率处理能力的电子元件。现如今功率半导体Ga₂O₃开始挑战GaN,为现有半导体无法实现的新可能性开辟了道路。虽然,研究表明Ga₂O₃的导热性能比较差,但它的带隙（约4.8电子伏特或eV）超过GaN（约3.3eV）的带隙。并且Ga₂O₃在改善太阳能、电动汽车和其他的一些可再生能源方面发挥了重要的作用。本课题针对GaN纳米结构以及Ga₂O₃薄膜展开研究,主要包括PVT生长GaN纳米线的光学性质研究和Ga₂O₃薄膜的HVPE生长仿真研究两个部分。采用物理气相输运技术,从温度、衬底和催化剂作了系列研究,从而进行实验制备GaN纳米线。通过使用扫描电子显微镜（SEM）、光致发光（PL）谱和拉曼光谱（Raman）对样品进行分析表征,发现温度、催化剂种类和衬底对GaN纳米线的形貌有比较大影响,并且在研究样品的光学性质时,对其进行了PL表征,发现在激发波长的两倍波长处,也有一个强度稍弱的光谱峰,这是由于光栅分光的特点决定的。此外,通过样品的拉曼光谱显示,在蓝宝石衬底上发生了较大的蓝移,这是因为异质外延带来较大的横向压应力的作用。研究结果表明,在1100℃下,通过不同衬底生长实验得出在GaN衬底上的纳米线覆盖整个衬底表面,更有利于纳米线的成核。针对HVPE制备Ga₂O₃薄膜,采用计算流体动力学（CFD）原理,本文进行了二维建模和仿真。首先分析对VI/III比有影响的GaCl的质量分数和GaCl的流量两个因素,当GaCl的质量分数为0.2,衬底表面Ga₂O₃薄膜的相对均匀性达到最好,另外改变GaCl的流量,Ga₂O₃的生长速率在流量为50slm时最高,此时薄膜的均匀性也不错。而后在改变分隔气N₂流量的实验中,发现随着N₂流量的增加,生长速率虽然有降低,但幅度很小,在分隔气流量为38.4slm时,Ga₂O₃薄膜的均匀性最佳,腔体内反应稳定。这些数据分析给HVPE生长工艺的参数优化提供了理论依据,减轻了实际操作中的困难,对Ga₂O₃薄膜的研究和生产具有深远的意义。