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Ⅲ族氮化物作为第三代半导体材料成为研究热点。InN是Ⅲ族氮化物半导体材料中的重要组成部分,可以应用于发光二极管、高迁移率晶体管、太阳能电池和太赫兹激光器等广泛领域,特别是其禁带宽度在2003年被修正为0.7eV后,受到越来越多的重视。但是,由于InN与蓝宝石、Si(111)和GaN等衬底之间存在较大的晶格及热膨胀系数的失配,而且In极性InN的分解温度比N极性InN的分解温度低100～200℃,所以,InN,尤其是In极性的InN是世界公认的难以制备的薄膜材料。制备高质量的InN材料,使之能够用于器件开发生产,是我们需要克服的难题。纳米结构在增大表面积,改善器件出入光效率等方面有很好的功效。当前,有大量关于在蓝宝石和Si衬底上生长InN纳米结构的报道,但很少有在GaN衬底上生长InN纳米结构的报道。由于本征InN的电子载流子浓度过高,制备p型InN,甚至是p型高In(30%)组分的InGaN都相当困难,使得InN基pn结器件进展缓慢。本论文从解决以上问题入手,深入全面研究了提高InN材料的生长技术及GaN衬底生长InN纳米结构的解决方案,主要取得以下研究成果：1.探索了10-5托真空条件下,In极性InN的生长温度区间。使用InGaN缓冲层技术生长了InN薄膜,实验数据说明InGaN缓冲层对InN外延层的表面形貌和结构特性有很大的改善。相对于传统的持续生长,使用缓冲层技术的InN外延层具有更高的晶体质量。2.借助高In组分InGaN中In的相分离,实现InN纳米柱在GaN衬底上的生长。通过对透射电镜和扫描电镜的结果分析,讨论了此纳米柱的生长机制及InN材料生长的优先级。改变InGaN中In和Ga的比值,或者控制生长过程中In和N的计量比,可以调节纳米柱的大小和密度。3.采用热氧化法,在三族氮化物上成功制备了单晶的Cu2O,并研究了其结构和电学性质。相比于GaN衬底,在InN上生长的Cu2O由于发生了30°的面内旋转,晶格失配减小到0.7%,表现出更好的结晶质量和电学性质,并且真空退火能够使Cu2O的结晶质量进一步改善。原位生长的Cu2O表现出n型导电特征,经过500℃真空退火后,表现出p型导电特征。从XPS的结果,我们推断,这是因为缺氧气氛下退火,使得Cu2+2p3/2比例减少,部分CuO还原成了Cu2O,从而Cu2O的缺陷能级贡献占主导地位,导致整体表现出p型导电特征。4.设计了以p型GaN作为p型层,多种组分的InGaN作为i层,n型InN作为n型的Ⅲ族氮化物太阳能电池。避开了InN和高In组分InGaN难以实现P型的限制,使得Ⅲ族氮化物高转换效率太阳能电池的实现成为现实。