本论文"GaAs基低维应变异质结和多周期结构的MBE制备及特性研究”的内容包括:MBE系统原理与外延材料的表征方法、InGaAs/GaAs多量子阱的生长与光学性质研究、快速热退火对InGaAs/GaAs应变量子阱光学性质的影响、应变补偿技术在InGaAs/GaAs应变量子阱中的应用以及多周期结构的性质研究等共五个主要部分。本论文主要研究成果与创新点如下： 1.在InGaAs/GaAs应变量子阱生长的研究中,首次采用亚单层交替生长方式生长InGaAs量子阱层,增进了量子阱中In组分的均匀分布,提高了PL谱的峰值波长发光强度；并对亚单层生长方式对InGaAs/GaAs应变量子阱光学性质的提升进行了研究和讨论。 2.从实验和理论上进行了InGaAs/GaAs应变量子阱的快速热退火研究,在实验中同时观察到了峰值波长蓝移和红移的发生,确定了快速热退火过程中应变弛豫的发生；通过对荧光光谱的数据进行分析,研究了退火过程中的应变弛豫对InGaAs/GaAs应变量子阱的光学性质的影响。在理论上提出了处理光致发光光谱数据得到扩散激活能的新方法,此方法减少了传统处理方法的运算数据量,同时其结果与传统方法得到的结果也很好一致；研究和讨论了扩散和应变弛豫在快速热退火过程中各自所起的作用。 3.使用SSMBE技术,进行了应变补偿技术在InGaAs/GaAs应变量子阱中的应用研究,得到了具有优良室温发光特性的多层InGaAs/GaAs应变量子阱,其峰值波长的发光强度相比未采用补偿技术的量子阱有了较大程度提高,同时其半高宽(FWHM)与相同结构的单量子阱的半高宽非常接近。在此基础上研究了不同应变补偿方式--上界面补偿、下界面补偿和双界面补偿对应变量子阱光学性质的影响,双晶X射线衍射和光致发光谱的结果显示,双界面补偿的效果最好。 4.进行了应变补偿对高组分InGaAs/GaAs应变量子阱发光波长的扩展研究,得到了发光波长大于1.1μm的多层应变量子阱,In组分约为40％,室温发光特性良好。 5.成功地将反射Z扫描技术应用到GaAs/AlxGa1-xAs多周期结构的非线性吸收研究中,并提出一个计算非线性吸收系数的模型,展示了非线性吸收系数和入射光强的关系。实验和理论结果表明,在一定范围内,Z=0时的入射光强是决定非线性吸收系数大小的主要因素。此外,该模型也展示了不同Al组分x对此多周期结构非线性吸收系数的影响,这在之前的研究中还未见报道过。