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本文采用分子束外延（MBE）方法在GaAs（001）衬底上优化低温缓冲层生长条件制备了异质外延InSb薄膜,采用原子力显微镜（AFM）、扫描电镜（SEM）与X射线双晶衍射（DCXRD）等方法研究了InSb/GaAs薄膜的表面形貌与结晶质量。在SOS（Solid-on-Solid）模型基础上采用动力学蒙特卡罗（KMC）方法模拟了InSb薄膜的外延生长过程,同时采用透射电镜（TEM）与霍尔（Hall）测试方法研究了薄膜的界面结构与电学性能。在InSb薄膜的外延生长过程中,采用反射式高能电子衍射仪（RHEED）对薄膜表面进行原位监控。低温InSb缓冲层在生长初期显示明显的岛状生长,通过RHEED强度振荡的观察,确定低温InSb缓冲层的生长速率为0.26μm/h。通过扫描电镜形貌观察与能谱分析发现:温度较低时Sb的表面迁移率低,容易在表面堆积;结合X射线双晶衍射分析,确定高温InSb外延生长的最佳衬底温度为440℃,该温度下生长2.1μm的样品X射线半高峰宽为412″,应变弛豫99.02%。为了克服InSb与GaAs间14.6%的晶格失配度,实验设计先低温生长一定厚度的InSb缓冲层,随后升温生长InSb外延层。研究表明,生长低温InSb缓冲层40nm的薄膜质量较好,在此条件下制备的1.2μm InSb薄膜室温电子迁移率与载流子浓度分别为4.35×104cm2V-1s-1与1.84×1016cm-3。透射电子显微镜发现,在InSb/GaAs薄膜的界面处分布有间距为3.5nm的失配位错阵列,界面处的高密度位错可体现出类似深能级施主的特性,尤其在低温下对载流子散射更加显著。研究发现生长80nm低温InSb缓冲层的样品表面粗糙度大,依据具体实验工艺参数,采用动力学蒙特卡罗（KMC）方法对InSb薄膜的异质外延生长进行了模拟,时间设定为30s,观察到明显的岛状生长过程,并且发现从网络结构的形成到衬底被完全覆盖,岛的接连处曲率不断变大,由此可见实际岛接连处的应变的增加导致了化学势的变化,进一步促使质量的反常输运,在此作用下在表面将逐渐出现波纹状结构,波纹会对后续薄膜的表面形貌产生影响。