本发明属于半导体材料和纳米技术领域，具体涉及一种氧化镓异质结结构及其生长方法，特别是涉及一种β-Ga2O3和k-Ga2O3形成的具有伪四次对称的纳米尺度氧化镓异质结结构的方法和专用装置。该氧化镓异质结包括β-Ga2O3纳米线状主干和其表面上的k-Ga2O3纳米柱，其中β-Ga2O3纳米线长度为5～100μm长，直径在50～1000nm；k-Ga2O3纳米柱尺寸在50～200nm，在β-Ga2O3纳米线表面呈现伪四次对称分布。本发明所采用的方法是在化学气相沉积过程中，精确控制沉积区域温度和氨气流量，通过自发形成的一种k-Ga2O3/β-Ga2O3异质结结构，所得的k-Ga2O3是氧化镓体系中的一种新的晶型结构，具有正交对称性。所制的k-Ga2O3/β-Ga2O3异质结结构在紫外光区具有非常强的阴极射线荧光性能，并且具有分立的发光特性，适合用作紫外光电探测器和光解水制氢。