GaAs是典型的Ⅲ-Ⅴ族半导体材料,由于其直接带隙特性（1.42 e V@300 K）和优秀的电子迁移率(～8500 cm2 V-1s-1)而被广泛应用于各种发光器件和高频器件。尤其是GaAs基纳米结构在微纳器件中表现出极佳的应用前景,但目前GaAs基纳米结构仍存在一些问题需要解决。比如GaAs纳米线中的晶相控制问题,还有在比表面积更大的纳米线中更为明显的表面态问题,这严重限制了GaAs基纳米线的光学性能。GaAs基量子阱纳米线可同时作为波导和增益介质,为微纳光电器件的发展提供了新的思路。为了更好地激发量子阱纳米线器件的潜能,需要对其中载流子的分布和量子阱的能带结构展开研究。另外为了满足器件需求,往往需要对发光波长进行调制,现有的研究中多通过调节纳米线中量子阱的厚度及纳米线的长度对发光波长进行调制,但这种方式可调节范围小,对生长条件要求苛刻,提出一种更有效地波长调控方式是微纳光电器件的迫切需求。本工作中我们根据纳米线的生长原理,通过对生长过程中的参数控制,采用简单的衬底腐蚀工艺实现了GaAs基纳米线的晶相控制;还针对GaAs基纳米线表面态问题,采用湿法钝化、等离子体刻蚀、构建核壳结构的方式对GaAs纳米线进行表面改性,对比研究了不同钝化方式处理后GaAs基纳米线光学性质的变化;并且从GaAs基量子阱纳米结构中能带调控及光学特性研究出发,生长了高质量的GaAs/GaAsSb/GaAs核壳结构同轴单量子阱纳米线,并通过调节合金组分的方式实现了GaAs基量子阱纳米线中的能带结构调控。通过光致发光光谱的表征研究了GaAs基量子阱纳米线的光学性质,并构建了量子阱纳米结构中载流子的分布状态以及量子阱能带结构模型,最终得到了高质量、波长可调谐的GaAs基量子阱纳米线。本论文的主要研究内容如下:（1）根据纳米线的汽-液-固生长机理,讨论了GaAs基纳米线生长过程中生长参数对GaAs基纳米线的影响机制,通过简单的衬底腐蚀工艺,实现了GaAs纳米线中的晶相控制。（2）对比研究了湿法钝化、等离子体处理、构建核壳结构三种表面钝化方式对GaAs基纳米线光学性质的影响效果,研究结果表明,湿法钝化的方式将GaAs基纳米线的发光强度提升了6倍左右,并且不会改变GaAs基纳米线的发光机制,但稳定性不佳。等离子处理对于GaAs基纳米线光学性质提升效果不大,并且会引入新的缺陷能级。采用原位生长构建的Al GaAs壳层可以有效的提升GaAs基纳米线的光学性能（发光强度提升约64倍）,并且稳定性较好。（3）使用分子束外延设备生长制备了高质量的GaAs/GaAsSb/GaAs核壳结构同轴单量子阱纳米线,研究了GaAs/GaAsSb/GaAs量子阱纳米线中的能带结构,并采用功率相关和温度相关的光致发光光谱对所生长纳米线的光学性质进行了表征,并对其能带结构和载流子分布进行了讨论,研究结果表明,在低Sb组分下GaAs/GaAsSb量子阱中呈现类Ⅱ型的能带结构,在这种结构中导带之间的能量差较小,不能有效地将载流子限制在量子阱中,阱中电子获得能量后可以跃出势阱。（4）设计制备了不同Sb组分的GaAs/GaAsSb/GaAs核壳结构同轴单量子阱纳米线,通过对Sb组分的调节实现了GaAs基量子阱纳米线中的能带调控,并采用光致发光光谱研究了不同Sb组分的量子阱纳米线的光学性质。结果表明8%和12%Sb组分的GaAs/GaAsSb/GaAs同轴单量子阱纳米线都表现为类Ⅱ型能带结构,并且在Sb组分更高的量子阱纳米表现出了更深的量子阱深度和更强的温度稳定性。