众所周知,GaN与碳纳米管材料有着优秀的压电性能和良好的光电性能。它们具有质量轻、易于集成等优异的性能。基于以上的这些特性,GaN光栅与碳纳米管非常有希望运用于制造传感器件和高精度的光电子器件。GaN光栅在许多领域具有重要的应用前景,使用离子束刻蚀(IBE)制造GaN光栅,其蚀刻倾斜角的大小对GaN光栅光学性能造成重要影响。因此,本论文提出了一种带有蚀刻倾斜角的硅基GaN光栅结构模型。研究了不同锥角对光栅反射谱的影响。同时分析了光栅厚度、GaN膜层厚度、光栅周期、填充因子以及入射光角度等不同参数对GaN光栅光学性能的影响。本论文采用严格耦合波分析(RCWA)理论精确计算GaN光栅光学性能。该工作的结果对于制造GaN反射光子器件如折射率传感器、耦合器等具有重要意义。碳纳米管的光谱特性对于光电子器件和传感器在很多领域的应用是非常重要的。本论文通过使用紧束缚模型和SOS方法计算扭转角对碳纳米管的吸收光谱。首先,基于PPP理论建立碳纳米管结构模型,然后移动某个碳原子使碳纳米管带有一定扭转角度,并根据碳纳米管结构的变化计算扭转碳纳米管结构模型键长。最后,基于SOS计算不同扭转角度下的吸收光谱,然后进行详细分析。发现扭转角度对不同类型碳纳米管的吸收光谱有重要影响。这项工作为制造碳纳米管光电子器件提供了指导。