立方氮化硼(cubic boron nitride, cBN)晶体是间接带隙半导体材料,导带底在X能谷,价带顶在Γ点,其禁带宽度为6.3eV。本文主要研究了立方氮化硼的电致发光特性,具体研究了在大气环境和低气压中强电场下立方氮化硼对气体放电的促进作用,以及立方氮化硼在高真空环境下电致发射真空紫外光(VUV)的现象。首先,我们研究了在常压和低压环境中强电场作用下cBN晶体的电致发光对气体放电的促进作用。由于针-板电极间所形成的电场是极不均匀的电场,理论上,针尖尺寸无穷小,针尖附近的电场可以达到无穷大。在针-板电极之间施加直流高电压可以使得电极间隙中的气体产生电离,出现放电现象。我们在实验中发现气压在万帕量级的条件下,强电场作用下气体放电本身比较容易,cBN晶体的电致辐射对气体放电的促进作用不是很明显。随着真空度的提高,我们发现,在气体放电相对较困难的情况下,强电场作用下的cBN晶体对气体放电具有显著的促进作用。我们分析,这是由于cBN晶体在强电场作用下的电致辐射致使气体分子被电离并再复合时导致了气体的放电现象。其次,为更好地研究cBN晶体的电致发光,并避免空气放电对cBN晶体的电致辐射的影响,我们研究了高真空下cBN晶体电流-电压(Ⅰ-Ⅴ)特性。采用针电极-cBN晶体-板电极的结构,通过针电极接触颜色分区的cBN晶体的不同晶面的不同颜色区域,分别研究了各种情况下的cBN晶体的Ⅰ-Ⅴ特性。实验结果表明,在相同偏压下,当针电极接触cBN晶体无色透明区时,电流较小,说明透明区域的杂质和缺陷较少,电阻率较高,为近本征区；而在针电极接触cBN晶体琥珀色区时,电流较大,说明琥珀色区域杂质和缺陷较多,电阻率相对较低。高真空下cBN晶体Ⅰ-Ⅴ特性信息将有助于深入研究cBN晶体的电致辐射机理。最后,在真空度约为2×10-3Pa的情况下,我们研究了针-板电极结构cBN晶体的电致发光现象。我们用自制的涂有对波长130-200 nm敏感的荧光粉的荧光罩检测cBN晶体在真空中的电致发光现象,肉眼观察到荧光粉被cBN晶体电致发射的VUV激发出的绿色荧光。用真空光谱仪测得cBN晶体电致发射的VUV波长大约为149 nm。关于cBN晶体电致辐射VUV的可能机制,我们采用电子在cBN的能带间的跃迁和转移以及Γ能谷电子和价带顶Γ点附近的空穴直接复合过程来解释。而直接复合发出VUV的电子和空穴的产生可能有三种机理,一种可能是强电场下cBN晶体发生本征雪崩击穿,导致了价带顶Γ附近的电子跃迁到了导带底X能谷处,在价带顶Γ点附近产生空穴；第二种可能是,在高压下,从针-板电极的阴极向cBN晶体的导带底X能谷注入大量电子,同时阳极向价带顶注入大量空穴；第三种可能是,cBN晶体的带隙中的杂质和缺陷能级被电离,从而使电子跃迁到导带底,空穴跃迁到价带顶。以上三种可能机制在导带底X能谷中产生的电子随后被强电场转移到了能量更高的r能谷中,然后r能谷中的电子和价带顶r附近的空穴发生了复合,发射出了149nm的VUV。有关cBN晶体的电致发射VUV的物理机理还有待于深入研究。