Abstract Group-III nitrides and their alloys feature direct bandgaps covering a broad range of the electromagnetic spectrum, making them a promising material system for various applications, such as solid state lighting, chemical/biological sensing, water splitting, medical diagnostics, and communications. In recent years, the growth of strain and defect-free group-III nitride vertical nanowires has exploded as an area of research. These nanowires, grown on various unconventional substrates, such as silicon and different metals, demonstrate potential advantages over their planar counterparts, including wavelength tunability to the near infrared and reduced efficiency droop. The low-profile and low power consumption of such nanowires also make them viable candidates for emerging applications, such as the Internet of things and artificial intelligence. Herein, we present a comprehensive review on the recent achievements made in the field of III-nitride nanowires. We compare and discuss the growth conditions and mechanisms involved in fabricating these structures via metalorganic chemical vapor deposition and molecular beam epitaxy. How the unique optical, electrical, and thermal properties of these nanowires are correlated with their growth conditions on various unconventional substrates is discussed, along with their respective applications, including light-emitting diodes, lasers, photodetectors, and photoelectrodes. Finally, we detail the remaining obstacles and challenges to fully exploit the potential of III-nitride nanowires for such practical applications.

中文翻译：

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非常规基板上的 III 族氮化物纳米线：从材料到光电器件应用

摘要 III 族氮化物及其合金具有覆盖广泛电磁光谱范围的直接带隙，使其成为各种应用的有前途的材料系统，例如固态照明、化学/生物传感、水分解、医疗诊断和通信。近年来，应变和无缺陷的 III 族氮化物垂直纳米线的生长已经成为一个研究领域。这些纳米线生长在各种非常规衬底（如硅和不同金属）上，表现出优于平面对应物的潜在优势，包括对近红外的波长可调性和降低的效率下降。这种纳米线的薄型和低功耗也使它们成为新兴应用的可行候选者，比如物联网和人工智能。在此，我们全面回顾了 III 族氮化物纳米线领域的最新成就。我们比较和讨论了通过有机金属化学气相沉积和分子束外延制造这些结构所涉及的生长条件和机制。讨论了这些纳米线独特的光学、电学和热学特性如何与其在各种非常规基板上的生长条件相关联，以及它们各自的应用，包括发光二极管、激光器、光电探测器和光电极。最后，我们详细介绍了充分利用 III 族氮化物纳米线在此类实际应用中的潜力所面临的障碍和挑战。我们全面回顾了最近在 III 族氮化物纳米线领域取得的成就。我们比较和讨论了通过有机金属化学气相沉积和分子束外延制造这些结构所涉及的生长条件和机制。讨论了这些纳米线独特的光学、电学和热学特性如何与其在各种非常规基板上的生长条件相关联，以及它们各自的应用，包括发光二极管、激光器、光电探测器和光电极。最后，我们详细介绍了充分利用 III 族氮化物纳米线在此类实际应用中的潜力所面临的障碍和挑战。我们全面回顾了最近在 III 族氮化物纳米线领域取得的成就。我们比较和讨论了通过有机金属化学气相沉积和分子束外延制造这些结构所涉及的生长条件和机制。讨论了这些纳米线独特的光学、电学和热学特性如何与其在各种非常规基板上的生长条件相关联，以及它们各自的应用，包括发光二极管、激光器、光电探测器和光电极。最后，我们详细介绍了充分利用 III 族氮化物纳米线在此类实际应用中的潜力所面临的障碍和挑战。我们比较和讨论了通过有机金属化学气相沉积和分子束外延制造这些结构所涉及的生长条件和机制。讨论了这些纳米线独特的光学、电学和热学特性如何与其在各种非常规基板上的生长条件相关联，以及它们各自的应用，包括发光二极管、激光器、光电探测器和光电极。最后，我们详细介绍了充分利用 III 族氮化物纳米线在此类实际应用中的潜力所面临的障碍和挑战。我们比较和讨论了通过有机金属化学气相沉积和分子束外延制造这些结构所涉及的生长条件和机制。讨论了这些纳米线独特的光学、电学和热学特性如何与其在各种非常规基板上的生长条件相关联，以及它们各自的应用，包括发光二极管、激光器、光电探测器和光电极。最后，我们详细介绍了充分利用 III 族氮化物纳米线在此类实际应用中的潜力所面临的障碍和挑战。以及它们各自的应用，包括发光二极管、激光器、光电探测器和光电极。最后，我们详细介绍了充分利用 III 族氮化物纳米线在此类实际应用中的潜力所面临的障碍和挑战。以及它们各自的应用，包括发光二极管、激光器、光电探测器和光电极。最后，我们详细介绍了充分利用 III 族氮化物纳米线在此类实际应用中的潜力所面临的障碍和挑战。