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随着全球信息化进程加速,各种新兴业务对网络带宽的需求迅速提升,推动了光通信与网络的发展,也对现有通信光电子器件的成本与性能提出更为苛刻的要求。显然,传统的光电子分立器件已无法满足通信技术发展的需要,光电集成(特别是单片集成)能够使器件的体积更小、封装的成本更低、系统的可靠性和稳定性更高,已经成为半导体光电子器件发展的大势所趋。然而,如何解决不同材料系之间异质兼容问题成为摆在我们面前最主要的技术障碍。此外,目前有源通信光电子器件(特别是激光器)几乎都采用量子阱或超晶格—维异质结构作为有源区,普遍存在温度特性差、功耗高等不足。量子点作为零维异质结构,对载流子存在三维限制,用它来替代量子阱或超晶格,有望显著改善有源器件的温度特性和功耗等问题。为此,本论文主要开展了两方面的研究工作。一是借助二氧化硅纳米小球制备GaAs纳米图形衬底,并用于InP/GaAs异变外延,探索其解决材料兼容的效果；二是深入开展多层InAs/GaAs自组织量子点的MOCVD生长研究,为下一步制备量子点发光器件作准备。论文的主要研究成果如下：1.利用旋转涂覆法实现了二氧化硅小球在GaAs (100)衬底上单层排布,得到了面积较大(超过100μm×100μm的GaAs纳米图形衬底。实验选用了直径460nm的二氧化硅小球,旋涂之前无水乙醇的稀释比为1：3,最佳转速为2500r/min,旋涂时间为30s。2.将GaAs图形衬底成功用于InP异变外延。对InP/GaAs异变外延样品进行了SEM、TEM和XRD测试,并与在GaAs平面衬底上生长异变外延样品进行了对比,发现：二氧化硅小球可以有效地阻挡穿透位错向上传播,InP外延峰的半高宽从394arcsec减小到328arcsec,从而证明异变InP层的晶体质量得到提高3.在500℃C下,采用0.04ML/s的低速进行了InAs自组织量子点的MOCVD生长。单层InAs量子点(沉积厚度为3.0ML、Ⅴ/Ⅲ为10)的PL峰值波长达到1248nm,半高宽仅36meV,其发光特性得到显著提高。4.多层量子点间GaAs间隔层中插入厚度为8nm的GaAs1-xPx(x=0.2)作为应变补偿层,同时加快温度升降过程,实现了InAs多层量子点结构的高质量生长。在480℃下、生长速率为0.03ML/s、Ⅴ/Ⅲ比为10、生长时间为90s的InAs多层量子点的PL谱峰值强度得到大幅度提升,三层量子点发光强度远大于单层量子点发光强度的3倍。