固态照明技术作为一项全新的照明技术，主要以半导体芯片为元件，直接将电能转换为光能，转换效率高。而Ⅲ族氮化物材料作为直接宽带隙半导体材料，拥有优异的物理和化学特性，其禁带宽度从0.7eV到6.2eV连续可调，已经成为固态照明技术中重要的发光半导体材料。近年来，基于氮化物半导体材料的光电器件得到了飞速发展，关于氮化物半导体的材料物性和器件研究正在向着低维尺度和多功能应用的方向发展。特别是纳米加工技术的突破和成本降低，基于传统平面结构的氮化物光电子器件研究开始逐步向低维纳米结构光电子器件拓展，而这种平面结构向低维纳米结构的转变，从本质上来说是尺度和维度的缩小和降低，将会出现许多新的物理现象和规律，有望解决传统平面光电子器件存在的一些问题，例如光电转换效率低等。因此，对于氮化物低维纳米结构的制备和光电性质研究是实现氮化物低维结构光电器件的基础，是目前氮化物光电器件研究的热点之一。另外，基于氮化镓(GaN)基单芯片无荧光粉发光二极管(LED)是氮化物光电器件研究中的新颖课题，特别是基于氮化物纳米结构的白光光源研究，具有许多有趣的物理特性和潜在的市场应用价值。　　本论文系统地展开了氮化物半导体有序纳米阵列结构的制备和发光特性及其混合白光LED器件的研究，发展了紫外软压印制备晶圆级氮化物有序纳米阵列结构的关键技术，揭示了氮化物有序纳米阵列结构的发光物理过程，并制备出非轴对称纳米阵列的偏振发光量子阱结构、纳米柱LED器件和纳米孔量子阱/Ⅱ-Ⅵ族量子点混合白光LED器件，研究的主要内容和获得的主要成果如下:　　1.通过比较不同的纳米压印工艺，自主研发了紫外软压印技术和相应的图形转移刻蚀技术，实现了大面积低缺陷的GaN有序纳米柱和纳米光栅阵列结构，并成功通过干法和湿法刻蚀技术改变纳米结构的横向尺寸和侧壁形貌，克服了纳米压印技术单一尺寸的局限性。系统分析了GaN纳米柱和纳米光栅的发光特性，特别是氮化镓纳米柱，发光强度较平面GaN结构增强了2.5倍，发光增强机制是GaN纳米柱自发辐射率和光抽取效率的提高。研究了GaN纳米柱和纳米光栅的应变状态，给出了由应变诱导的光致荧光(PL)发光峰位移动的线性比例因子为-27meV·GPa-1，与文献报道基本一致。结论指出GaN纳米阵列结构PL发光峰位的红移主要是由于应变状态不同引起的。　　2.改进紫外软压印和刻蚀工艺，成功实现了铟镓氮/氮化镓（InGaN/GaN）量子阱有序纳米阵列结构的2英寸晶圆级制备，并系统地研究了不同In组分(0.17～0.28)的InGaN/GaN蓝紫、蓝、绿光量子阱有序椭圆纳米柱的发光特性;观察到InGaN/GaN量子阱椭圆纳米柱的发光峰位较平面薄膜结构存在明显蓝移，是由于InGaN/GaN量子阱被刻蚀成椭圆纳米柱阵列后应力部分释放引起量子限制斯托克斯效应减弱所导致的。室温下InGaN/GaN量子阱椭圆纳米柱阵列PL发光较平面量子阱显著增强，特别是绿光InGaN/GaN量子阱，发光增强达到两个数量级。分析了椭圆纳米柱阵列结构的激子复合动力学过程，从理论和实验上研究了椭圆纳米柱阵列的光场分布和出光过程，指出这种发光增强主要由内部激子复合和外部光学调控所决定。采用回刻蚀(etch-back)工艺，制备出InGaN/GaN量子阱纳米柱阵列LED器件，电流-电压(I-V)电学特性良好，电致发光均匀，在小注入电流密度下椭圆纳米柱阵列LED器件的单位面积发光强度较平面LED有小幅增强。　　3.制备出c面InGaN/GaN量子阱椭圆纳米柱阵列和纳米光栅的偏振发光结构，纳米光栅偏振度高达71％。采用k·p微扰理论，计算出不同面内应变各向异性条件下的能带结构和跃迁过程，并分析了不同跃迁过程的光学动量矩阵元，揭示了这种非轴对称纳米阵列结构的偏振发光特性主要是由结构对称性破缺引起面内应变各向异性所导致的。　　4.发展了紫外软压印制备纳米孔阵列的相关工艺，并结合LED器件的平面微加工工艺，成功制备出蓝紫光和蓝光InGaN/GaN量子阱纳米孔阵列及其LED器件。使用Ⅱ-Ⅵ族高发光效率的硒化镉/硫化锌(CdSe/ZnS)核壳结构量子点作为光转换材料，得到了很高的色转换效率(～69％)和有效量子效率(～94％)。证明了氮化物量子阱与Ⅱ-Ⅵ族量子点之间存在高效(～80％)的非辐射共振能量转移过程，同时，推导出非辐射共振能量转移的修正模型，并计算得到了非辐射共振能量转移的修正F(o)rster半径和耦合间距，揭示了量子阱/量子点混合结构非辐射共振能量转移的物理过程。从复合动力学模型阐述了非辐射共振能量转移过程避免了中间的光发射和吸收的能量损失过程，提高了色转换效率和有效量子效率。并发现非辐射共振能量转移可以有效降低有源区的载流子密度，抑制效率下降效应。最后，模拟了不同配色方案的发光光谱，从理论上建立了混合白光LED器件指标参数的优化模型，得到了一系列高显色性白光LED器件的最优方案。并从实验上制备出一系列高显色性（最高～82）的纳米孔量子阱/Ⅱ-Ⅵ族量子点混合白光LED器件，其相关色温覆盖暖白、自然白和冷白。