氮化镓(GaN)材料是室温下具有3.4eV的直接宽带隙半导体材料，其禁带宽度大，符合高亮度二极管(LED)、激光二极管(LD)以及抗辐射器件和高密度集成电子器件对光、电性能的需求。GaN材料物理、化学性质稳定，具有高饱和电子漂移速度、高击穿场强及高热导率等特殊性能，是发展高温、大功率电子器件的优选材料。GaN纳米材料以其优良的物理特性以及在制备纳米器件等方面的潜在应用，成为研究者关注的热点。通过掺杂，GaN带隙可以覆盖从红外到紫外的光谱范围，并表现出特殊的光、电、磁性能。由于不同掺杂对GaN改性效果不一样，人们可以获得应用范围更加广泛的GaN材料。为此，本课题对GaN纳米晶的制备、掺杂以及反应机理进行了研究。　　 研究采用管式炉氨气(NH3)直接氮化氧化镓(Ga2O3)制备GaN纳米晶，在NH3流量为16L/h的条件下，通过温度、时间工艺参数控制实验，结合XRD、SEM、TEM和PL性能测试，分析了NH3直接氮化Ga2O3的氮化反应机理。研究得出，NH3直接氮化Ga2O3的最佳反应温度条件为1000℃，反应初期，Ga2O3和NH3分解出的Ga、N原子首先复合，反应生成GaN，该过程非常迅速，致使产物GaN中含有大量的晶格缺陷；反应中期，Ga2O3变化为含有大量晶格缺陷的GaN，并产生结构重排，该过程促进了纳米晶粒度的均匀分布。反应后期，重排机制变化为热分解-重结晶机制，因此，必须严格控制反应时间，以免纳米晶的分解及重结晶后团聚，团聚后的GaN蓝光发光性能变差。因此，在1000℃的反应条件下，最佳的反应时间为1h～1.5h。　　 论文研究了不同湿化学工艺制备含Ga前驱体对合成产物的影响，其中有机沉淀法制备出的前驱体在NH3氮化的作用下可以得到粒度分布均匀的GaN纳米晶，其平均颗粒尺寸在100nm以内；柠檬酸样制备的GaN颗粒度偏大，而水热处理的Ga2O3粉体氮化后得到的产物粒径分布较宽，后两种方法制备的粉体颗粒尺寸、均匀度以及发光强度均不如有机沉淀法。实验表明有机沉淀法在湿化学法制备GaN纳米晶中，具有较佳的应用前景。研究还得出，有机沉淀法制备前驱体过程中的主要影响因素是pH值和溶剂配比量，pH值的变化并不影响GaN纳米晶的发光性能，但影响纳米晶的结晶性能；而溶剂配比量不仅影响GaN纳米晶的发光性能，而且也影响纳米晶的结晶度和粒径分布的均匀性。实验发现有机沉淀法前躯体制备的最佳条件是：pH=7-7.5，Ga/水/乙醇的配比量为3:30:200；制备GaN纳米晶的最佳反应条件为1000℃，保温1h。　　 论文进行了有机沉淀法GaN掺杂的实验研究，掺杂离子有Mn2+、Mg2+和Cu2+。对掺杂离子的最大掺杂量做了测试分析，结果显示：Mn2+的掺杂度在0.08,Mg2+的掺杂度在0.08、Cu2+的掺杂度在0.04。