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InGaN基半导体材料作为第三代直接带隙半导体材料的代表,并且发光波长从可见光到近红外连续可调,是制备固态光电器件、微波功率器件、电力电子器件优良的材料。但InGaN材料通常外延在异质衬底上,较大的晶格失配和热失配导致InGaN基材料晶体质量下降,位错和缺陷密度较高。而InGaN基纳米线结构具有更低的维度和更高的量子限制作用,可以有效的降低InGaN材料的位错密度,并在纳米线内部形成更高的内量子效率。此外,量子点耦合纳米线结构中,纳米线可以对量子点形成有效的量子限制作用,这种结构在纳米LED,纳米激光、单光子源领域都有广泛的应用,但都限于可见光波段的研究,对1.55μm通信波段的研究相对较少。纳米线材料的生长及物性表征是制备纳米器件的基础,本文利用等离子体辅助分子束外延（PA-MBE）生长方式,针对中心发光波长在1.55μm波段,分别利用自上而下方法和自下而上方法制备了量子点耦合纳米线结构;并对自组装InGaN/GaN纳米线异质结材料的形貌特征、晶体结构、光学性质进行了相应的研究,具体研究内容和研究结果如下:1.针对1.55μm通信波段,运用MBE生长获得了表面平整的量子阱厚度在24个原子层的单量子阱薄膜材料,其中量子阱为高In组分InGaN,势垒为低In组分InGaN。PL结果表明量子阱发光在1.55μm波段附近。首先运用MBE手段在GaN模板衬底上分别生长了InN/In0.9Ga0.1N单量子阱结构和In0.9Ga0.1N样品,常温PL测试结果表明,单量子阱样品比In0.9Ga0.1N样品多了一个峰,但是峰位在1.498μm。为了实现量子阱在1.55μm附近的发光,进一步设计生长了量子阱厚度为两个原子层的InN/In0.88Ga0.12N单量子阱结构,TEM结果证明量子阱的厚度在24个原子层,量子阱界面间的互扩散导致了量子阱厚度的波动。光致发光测试结果表明量子阱发光在1.559μm,为后续自上而下制备周期排列的纳米线阵列提供了良好的基础。2.运用自上而下方法制备了短周期和长周期两种结构的量子点耦合InGaN纳米线阵列。首先运用纳米压印将短周期的纳米压印硬模板上面的图形转移到中间聚合物（IPS）软模板上,之后将IPS上的图形进一步转移到样品上,运用纳米压印和SiO2做掩模的干法刻蚀技术,获得了周期为500 nm,直径为100 nm,高度为25 nm的量子点耦合InGaN纳米线阵列。为了进一步使量子点得到更好的量子限制,并且可以研究单根纳米线的发光特性,实验降低了纳米线的直径并且增大了纳米线阵列之间的间距,制备了长周期排列量子点耦合InGaN纳米线阵列结构。成功的实现了周期为3μm,平均直径为40 nm,高度为200 nm的纳米线阵列。单根纳米线的微区光致发光（μPL）结果表明单根纳米线中量子点的发光强度比之前的短周期纳米线更强,并且半峰宽更窄。实验证明缩小纳米线的直径,有利于释放晶格应力,增强内量子效率。并且单根纳米线中量子点的发光波长也成功的调制到1.55μm。3.研究了自组装InGaN/GaN纳米线异质结的生长及相关物性。通过生长“T”字状InGaN/GaN纳米线异质结结构,提高了InGaN的晶体质量,并且发现了In0.5Ga0.5N纳米线的相分离现象。首先通过研究发现V/III比为9时,GaN自组装纳米线形貌更好。之后研究了不同In组分InGaN/GaN纳米线异质结的形貌及物性。发现随着In组分的增高,InGaN的侧向外延严重,晶体质量变差。为了提高InGaN的质量,生长了“T”字状InGaN/GaN纳米线异质结结构,晶体质量得到提升,并且在此基础上对单根自组装InGaN/GaN纳米线异质结结构进行了物性表征,发现InGaN纳米线是核-壳结构。对单根纳米线的EDS表征及室温微区PL表征结果表明,单根In0.5Ga0.5N纳米线中出现了In的组分分离,分离的两个峰位范围在700 nm和852 nm。这样的单根纳米线有望在未来应用于量子存储领域。4.成功运用自下而上方法制备了自组装高In组分InGaN量子点耦合进低In组分InGaN纳米线的结构,单根纳米线中量子点发光波长在1.55μm波段附近。实验在GaN自组装纳米线上设计生长自组装InN量子点耦合In0.88Ga0.12N纳米线结构,InN的厚度设计为2个原子层。单根纳米线的TEM结果证明在InGaN纳米线中存在量子点结构,EDS结果证明中间的量子点不是纯的InN,而是更高In组分的InGaN。对单根纳米线行了室温微区PL测试,发现纳米线中量子点发光强度更强,半峰宽更窄,并且发光波长为1.555μm。相关实验结果为功能化发射特定波长的纳米线量子结构及器件的设计,奠定了坚实的基础。