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Ⅳ-Ⅵ族化合物(PbTe、PbSe和PbS等)是一类直接、窄带隙的半导体,主要应用于制备中红外光电子器件。该类器件具有结构简单、光电转化效率高、制备成本低等优点,因此在实现中红外波段光电子器件商业化应用的研究中占有重要地位。本文的主要工作是研究Ⅳ-Ⅵ族半导体异质结的基本物理性质,分为两个部分：第一部分是利用同步辐射光电子能谱(SRPES)技术研究Ⅳ-Ⅵ族半导体异质结界面能带结构,主要研究体系是Ⅳ-Ⅵ族半导体与CdTe、Ge以及Zn0等半导体材料组成的异质结构。第二部分是利用光致发光光谱技术研究Ⅳ-Ⅵ族半导体异质结的光电性质,主要研究中红外波段表面等离子体(SP)耦合增强光致发效应。研究工作取得了以下创新成果：1.利用SRPES技术确定了PbTe/CdTe(111)异质结界面处的能带结构。实验结果表明PbTe/CdTe(111)界面处能带具有Ⅰ型的能带排列,价带带阶和导带带阶分别为0.09eV和1.19eV,实验结果与理论计算相符合。2.采用分子束外延技术在Ge(100)单晶衬底上生长了晶体质量良好的PbTe薄膜,并用SRPES技术研究了PbTe/Ge异质结界面处能带排列。实验结果表明该异质结具有Ⅰ型的能带排列,价带带阶和导带带阶分别为0.07eV和0.27eV。实验测量的导带带阶符合Anderson电子亲和能规则。3.利用SRPES技术研究了ZnO/PbSe异质结构的界面能带排列,包括ZnO/PbSe薄膜异质结样品和ZnO/PbSe纳米晶(NC)异质结构样品,其中ZnO/PbSe NC样品采用了3种不同尺寸的PbSe NC. ZnO/PbSe薄膜异质结的能带排列具有Ⅰ型的能带结构,其导带带阶和价带带阶分别为0.73eV和2.36eV。而ZnO/PbSe NC异质结构的界面能带排列与PbSe NC的尺寸大小有关,且PbSe NC的临界尺寸为4.8nm,当PbSe NC的尺寸小于4.8nm时,形成Ⅱ型的能带排列,当尺寸大于4.8nm时,则形成Ⅰ型的能带排列。4.研究了CdTe/PbTe(111)单异质结的发光性质。在实验上观察到该异质结具有明显的光致发光(PL)增强效应,并提出了SP与中红外光子共振耦合增强发光的模型来解释该实验现象。Ha11测量发现在CdTe/PbTe界面存在高浓度的电子气。这部分局域在CdTe/PbTe界面的高浓度电子气成为SP的载体,与PbTe层出射的中红外光子耦合形成局域SP模,增大了PbTe层中偶极子的辐射复合几率,实现中红外发光增强。5.研究了Ag/PbTe(111)异质结的发光性质。在Ag/PbTe异质结中发现显著的中红外发光增强效应,该增强效应可以用中红外发光与传导SP模耦合的模型来解释。在Ag/PbTe样品中,中红外光子能够通过PbTe外延膜表面的结构调制并与银膜中电子耦合形成传导SP模。SP-photon耦合增强发光的效果由两部分决定：1、SP的增强因子；2、SP-photon耦合系数。传导SP模的增强因子比局域SP模小,但是由于其具有同photon更接近的动量,因此耦合效率比局域SP模更高。而且在Ag/PbTe结构中,全反射光子同SP耦合效率要远大于出射光子的耦合效率,这就将原本热耗散的能量转变成SP模,提高电子空穴对辐射复合速率,从而提高出射光子强度。