GaN是宽禁带直接带隙Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,禁带宽度3.4eV,物理和化学性质稳定,热导率高、饱和电子飘移速率大、临界击穿电场高,电子亲和势（2.7-3.3 eV）和功函数（4.1 eV）小,在短波长发光器件、微波高频大功率半导体器件等方面应用广阔。一维GaN纳米线相对GaN体材料呈现出许多特殊的纳米效应,具有较大的长径比和纳米级发射尖端,是一种理想的场发射阴极候选材料,成为目前世界各国研究的热点。本文主要研究Sn掺杂GaN纳米线的合成及相关理论计算。实验部分,通过Pt催化化学气相沉积法在Si（111）衬底上,以Ga₂O₃和NH₃为源、SnO₂为掺杂源,合成Sn掺杂GaN纳米线。通过对样品进行SEM、XRD、EDX表征和场发射测试,结果表明:（1）氨化温度主要影响样品的形貌,氨气流量主要影响纳米线的粗细,氨化时间主要影响纳米线的长度,在1050℃、200sccm、20min的条件下合成了形貌较好的Sn掺杂GaN纳米线;（2）合成的Sn掺杂GaN纳米线是六方纤锌矿结构,且Sn掺杂进入GaN纳米线中;（3）Sn掺杂GaN纳米线具有良好的场发射特性,1:20浓度下样品的开启电场为8.7 V/μm,1:10浓度下样品的开启电场仅为4.4 V/μm,满足场发射显示器和真空微电子器件的要求。理论部分,基于密度泛函理论的第一性原理,计算Sn掺杂H钝化GaN纳米线的电子结构和功函数。比较不同浓度Sn掺杂下H钝化GaN纳米线的电子结构和功函数,得到如下结论:（1）Sn掺杂更易替代GaN纳米线表面最外层的Ga原子,并确定出双原子、三原子Sn掺杂下的最稳定结构;（2）Sn杂质的引入,增大了GaN纳米线的体积,破坏了原结构的对称性;（3）Sn杂质对H钝化GaN纳米线体系的禁带宽度影响较小,在禁带中引入了杂质能级,杂质能级是由Sn与临近的N原子发生强相互作用产生的;（4）双原子和三原子Sn掺杂体系的功函数均小于未掺杂体系,这从理论上预示了Sn掺杂可以改善GaN纳米线的场发射特性。