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光致发光（Photoluminescence,PL）光谱作为半导体电子结构表征的有力手段,因其非接触、高灵敏而被广泛运用于禁带宽度、带边能级和带尾态等特性的研究。基于傅里叶变换红外（Fourier Transform Infrared,FTIR）光谱仪的PL光谱方法充分利用了FTIR光谱仪多通道、高通量优势,由此显著提高PL光谱信噪比（Signal-to-noise Ratio,SNR）和谱分辨率,从而为半导体的微弱电子跃迁信号的获取和定量分析提供了有效的实验手段。GaAsBi半导体因其显著Bi致带隙收缩、低温度敏感性以及俄歇复合受抑制等特性,在红外光电器件方面具有广阔的应用前景,因而获得广泛国际关注。为提高Bi的有效等电位掺入,GaAsBi的分子束外延生长温度通常比GaAs的低,这就会引入缺陷和杂质相关的局域能级/带尾态,从而限制了稀Bi半导体的光电特性及其器件应用。因此,澄清GaAsBi的局域能级/带尾态对其电子结构的影响,无论是对于材料的机理认识还是光电特性的工程应用,都极为重要。本工作针对不同Bi组分的GaAsBi带边电子能态问题,在实验室的FTIR-PL方法的基础上,通过针对性解决极弱激发功率密度条件下材料带尾态电子跃迁PL光谱的低SNR技术难题,优化光谱质量,藉此开展不同组分GaAsBi带边PL特性的激发功率、磁场强度以及温度的依赖关系探究。具体工作和取得主要进展表现在以下三方面:（i）针对弱激发功率密度PL的低SNR对GaAs1-xBix带尾缺陷能级研究的限制,对两个GaAs1-xBix外延膜开展变光斑尺寸PL测试分析。结果表明:激发功率保持不变时,光斑尺寸的增加导致PL能量的红移,其原因在于等效激发功率密度的降低;而当保持激发功率密度不变,PL线型不依赖于光斑尺寸,但光斑尺寸增加显著提高了PL的SNR,有利于光谱的定量拟合分析。（ii）利用多变条件PL研究GaAs1-xBix带边电子能级。变激发功率PL实验分析发现,（1）不同激发下均表现出非对称性的PL光谱包含三个跃迁过程,特征峰均随功率增大而蓝移;（2）在较低功率区间,三个特征峰的积分强度随激发功率呈线性关系,由此排除PL特征来自自由激子复合的可能;（3）半高宽随功率的演化规律表明PL随激发功率增大的蓝移来自于载流子的填充效应而非施主-受主对复合;（4）另外发现Bi组分对GaAs1-xBix的带尾态态密度具有调控作用。通过液氦磁光-PL实验,发现PL线型不随磁场变化,由此排除导带参与的可能。通过以上分析澄清了不同文献报道的Bi致带隙收缩率显著偏差的疑虑。另外,利用变温PL研究GaAs1-xBix的温度演化,证实Bi对半导体温度敏感性的影响;GaAs1-xBix变温透射测试结果与上述结论相符。（iii）开展GaAs1-xBix作为InAs QDs应变层时QDs的PL光谱演化探索,初步结果表明,InAs QDs的PL光谱随GaAs1-xBix的SBL/SRL的Bi组分/厚度的增加所产生的红移/蓝移是由于应变和势垒高度共同影响造成。