Ⅲ族氮化物是一种直接带隙半导体材料，拥有诸多优异的物理化学性质，通过改变合金比例，其禁带宽度在0.7eV到6.2eV间连续可调，发光波长可覆盖从近红外波段至深紫外波段，是重要的半导体光电材料。近年来，随着微加工技术和生长技术的突破，氮化物半导体的研究正在从常规平面结构向新型微纳结构转变，发光波段也正从可见光波段向深紫外波段转变。　　半导体材料加工成微纳结构后，具有很高的占空比和表面体积比，由于空间上的尺度缩小和多维度受限，会出现许多新的物理现象和规律，有望解决当前发光器件中的位错、应力和光提取等问题，也可基于此构建出新型微纳光电器件。除了对物质在空间尺度上进行限制，基于微加工技术，还可以形成一类对光在空间尺度上进行限制的微纳谐振腔结构——微腔。光学谐振腔是激光器的重要组成部分，用以形成稳定的行波。当光学谐振腔的尺度缩小至微腔后，就能够将光限制在很小的体积中，光场的量子效应变得明显，腔中原子的辐射行为也会发生相应改变。基于这种性质，光学微腔能广泛应用于各种光子学器件，譬如在光纤传输中，利用微腔控制Ⅲ-Ⅴ族半导体激光器的发射谱，可以保证数据的有效传输。在光量子器件应用中，微腔可利用光子与物质相互作用形成量子纠缠，用于量子通信和计算。通过微纳结构与光学微腔模式的相互耦合，还能够实现众多腔量子效应，为理论研究提供更多范例。　　基于InGaN材料的可见光发光器件目前已比较成熟，但基于AlGaN材料的紫外发光器件仍然存在诸多问题亟待解决。区别于可见光的照明应用，紫外光的生化作用显著，用途十分广泛，可用于生物化工、医药食品、水污染处理、空气消毒、医疗卫生、气体传感、荧光激发、紫外固化、高密度光存储等，各种新型应用也在不断研究开发之中。由于固体紫外发光器件更加坚固、结构紧凑，环境友好，寿命长，而且无需预热，开关时间短，优势十分明显。可以预见，基于AlGaN材料的紫外发光器件，相对于传统汞灯具有非常大的优势，市场潜力很大，将会迎来迅猛发展。　　本论文系统地开展了Ⅲ族氮化物半导体微纳结构的制备和发光性质研究，理论设计并优化了微纳结构的特征参数，探索了微纳结构的制备及转移方法。采用微加工技术，制备出多种光学微腔结构，分析了不同微腔的光限制作用。发展了紫外软纳米压印技术，制备了大面积有序的MGaN纳米柱阵列，研究了纳米柱阵列结构的材料应力、光提取和光场分布等，研究的主要内容和获得的主要成果如下:　　1.利用FDTD方法设计并制备了一系列基于SiO2/Si3N4材料的级联型DBR带通滤波器结构。这些滤波器结构在紫外波段拥有较好的选择性透过窗口，选择比最大能达到2.6，通过精确控制DBR子层的厚度及折射率，能够实现透射窗口的通带宽度(30nm～45nm)和中心波长(300nm～370nm)可调。同时，还利用FDTD分析了带通滤波器光学性能衰退的两大原因，第一是级联导致的调制效应，这个效应可以通过增加通带宽度或增加探测器的接收面积来减弱;第二是在SiO2和Si3N4子层间，由于Si3N4层的氧化会形成Si2N2O过渡层，造成反射率的下降和阻带带宽的减小，同时中心波长会出现少量蓝移，但只要将界面粗糙度控制在一定范围，对反射率的影响就可以忽略。　　2.利用FDTD设计并优化了不同形式的光学微腔结构，理论研究了微腔的模式分布与结构参数的关系。通过材料生长、紫外光刻、纳米压印、光电化学腐蚀、电子束曝光等工艺，制备了多种光学微腔结构。探索了微纳结构的转移技术，实现了PDMS上微盘、FP腔内纳米柱、纳米孔中量子点等复合发光结构。其中，采用紫外软纳米压印制备了基于InGaN/GaN材料的纳米孔阵列，并填充CdSe/ZnS量子点作为色转换介质，制备出有非辐射共振能量转移的混合发光LED器件。采用时间分辨光致发光研究了器件的激子复合动力学过程，观察到激子衰减寿命的显著减少，并提出激子复合的理论模型来进行解释。由于非辐射能量转移避免了光发射-转换的中间过程，将能量直接以非辐射能量共振的形式传递给量子点，具有更高的量子产率，使其量子产率和色转换效率达到标准器件的两倍以上。在大电流注入情况下，非辐射共振能量转移过程可以迅速将InGaN/GaN量子阱中的过剩载流子抽走，相比于平面结构，混合纳米孔发光LED的Droop效应也得到了很好的抑制。　　3.利用紫外软纳米压印和自上而下的干法刻蚀技术，成功制备了一系列有序的AlGaN/GaN异质结纳米柱阵列，湿法修饰后的侧壁平滑陡直。对纳米柱阵列和平面样品的拉曼散射及阴极荧光分析证明，加工成纳米柱结构后，可以进一步消除材料中的残余应力，还能够改善TM偏振占主导的深紫外光的抽取效果。FDTD对光抽取的理论研究表明，改变纳米柱的直径，纳米柱阵列样品相对于平面样品的TM光抽取能增强2倍-7倍，计入偏振后的总抽取随着Al组分增加而增加，与实测的光谱增强规律相吻合。FDTD仿真的远场分布表明，纳米柱阵列能够有效调控出射光场分布，将更多的TM偏振光集中到样品顶部，使出光更加集中，从而提高了抽取效率，发光亮度也至少能提升2个数量级。