低维半导体材料所特有的新现象、新效应,构成了新一代纳米器件的基础。半导体低维结构材料在未来光通信,光电集成和超大规模集成电路中显示了极大的应用前景。位置可控、尺寸均匀、分布有序的高质量量子点具有发光谱线展宽窄、发光效率高等优点,是制备分立的单电子器件、固态量子器件、纳米量子器件和大规模集成电路等的基础。如何实现对无缺陷量子点的形状、尺寸、密度和空间分布等的控制,一直是材料科学家追求的目标和关注的热点。目前生长GaAs基半导体低维结构材料比较常用的方法是平面应变自组装方法,但是其生长机理决定这种方法很难对量子点的生长位置进行有效控制,影响了量子点在器件方面的应用。本论文通过对覆盖在GaAs衬底上阳极氧化铝模板(AAO)孔径以及孔密度的控制,利用离子注入的方法制备了具有不同应力分布的图形化衬底。对制备的GaAs基图形化衬底进行了退火处理,研究了图形化衬底上InAs纳米结构的控位生长。取得的主要成果如下:　　 (1)制备了不同图形化的GaAs衬底,并对衬底进行了退火研究。利用不同的电解溶液制备了不同孔径和孔间距的有序阳极氧化铝模板。将所制备的超薄、有序阳极氧化铝通孔掩膜板与GaAs(001)衬底紧密结合,离子注入后去掉阳极氧化铝掩膜板从而得到不同图形化GaAs衬底。将这些图形化衬底进行退火处理,研究了同一图形化衬底在N2气保护下不同温度高温快速退火效应,以及不同图形化衬底在As4保护下长时间的退火效应。发现图形化衬底上注入的Mn离子在GaAs平滑层内具有与模板图形同周期的分布。不同孔密度的阳极氧化铝模板导致注入衬底的离子浓度不同,从而得到了应力分布不同的图形化衬底。退火对离子注入导致的晶格缺陷有修复作用。退火温度越高,注入离子的掺杂浓度越低,晶格越完整。　　 (2)在所制备的GaAs基图形化衬底上分子束外延生长了单层的InAs纳米点。研究了在不同的图形化衬底上分子束外延InAs层后表面的形貌,利用光致发光谱表征了图形化衬底对纳米结构有序性的调控作用。AAO模板的存在使得注入的Mn离子具有与AAO模板同周期的分布,从而在GaAs衬底上产生周期性分布的应力。Mn离子注入造成的衬底表面粗糙、周期性分布的应力以及脱氧造成的表面孔洞使得外延的InAs表面形成较大凹凸的粗糙面。离子注入破坏GaAs晶格,引入大量晶格缺陷以及晶格畸变,随着掺杂离子浓度增大GaAs的杂质带发光发生红移。这种在掩膜离子注入制备的GaAs基图形衬底上控位生长InAs纳米结构的方法为制备有序排列的量子点提供了一种新的途径。　　 (3)开展了在Mn离子掩膜注入制备的图形化衬底上生长叠层InAs纳米结构的工作,研究了图形化衬底上缓冲层以及生长间隔层对表面InAs纳米结构形貌的影响。实验发现离子注入在GaAs平滑层内引入了大量晶格缺陷,脱氧后形成不平整生长表面。只有当GaAs缓冲层的厚度大于10nm时才能对图形化衬底的表面孔洞起到屏蔽作用,且在引入3nm厚In0.23Ga0.77As和50nm厚的GaAs间隔层,以及采用停顿生长后,依然生成表面凹凸不平的粗糙面。