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InAs1-xSbx是重要的红外材料，已制成各种类型的室温中红外(3～5μm)光电器件，近10年来，8～12μm室温工作InAS1-xSbx光电器件的报导使其成为极具前途的室温长波红外探测材料，再次激发了人们的研究热情。In1-xMnxSb是Ⅲ-Ⅴ族窄带隙稀磁半导体材料(DMS)，可用于长波红外自旋光电子器件的制备。本论文根据水平式液相外延(LPE)生长原理，建立和完善了水平式多槽滑移石墨舟LPE生长系统，并采用此设备制备了InAS1-xSbx与In1-xMnxSb薄膜，研究了其微观结构与形貌、以及光学与电学特性。本论文取得的主要成果如下：
1)建立和完善了LPE材料生长系统。我们自行设计与加工了该系统的石英推杆、真空接头等部件，创造性地选择了石英炉的底板与滑轨等结构，使得其结构设计更加合理、加工成本降低、操作更加容易安全。
2)使用此LPE系统，在(100)InAs衬底上生长了不同组分与厚度的InAS1-xSbx与In1-xMnxSb薄膜。
3)采用X-ray衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)与能量色散谱仪(EDS)研究了InAS1-xSbx薄膜的微观结构与形貌。结果表明，薄膜为(100)取向闪锌矿晶体结构单晶，其摇摆曲线呈现Gaussian分布，位错密度约为D=5×105cm-2。薄膜表现出四种典型的宏观表面形貌，即凹坑、沉积物、残留物和光滑。为了不让薄膜表面出现残留物，衬底表面与石墨舟表面之间的距离d应该约<20μm，较窄的降温区间△T有利于减少薄膜表面沉积物的数量与粒径。采用5H2O2:3 HNO3的混合腐蚀液比H2O2更适合于对InAS1-xSbx薄膜的抛光。薄膜的厚度正比于△T，(△T=at，其中α是降温速率，t是时间)。较大范围的表面EDS线扫描表明其组分的均匀性较好。
4)采用红外透射光谱、紫外—可见光反射谱、紫外—可见光椭圆偏振光谱研究了InAS1-xSbx薄膜在布里渊区(BZ)临界点的跃迁，以及采用Raman光谱研究了其声子行为。结果表明，对于工作在1500～3000cm-1范围的光电器件，采用Si3N4薄膜作为其钝化层不仅可以作为保护层，也可增大入射光的透过率，提高器件的探测率。基于电子带间跃迁和联合态密度理论，采用S.Adachi的MDF模型对ε(E)进行了拟合，结果表明，实验数据与模型吻合得非常好，E1和E1+△1跃迁发生在BZ的∧轴或L点，分别对应于M1型临界点∧v5→∧c6(或Lv4,5→Lc6)和∧v6→∧c6(或Lv6→Lc6)跃迁；E2跃迁是由于M1型和M2型鞍点能量简并引起的，沿着BZ的∑和△轴方向。随着锑(Sb)组分的增大，E1和E2峰红移，自旋分裂能(△1)蓝移，这表明电子自旋轨道(SO)相互作用增强。Zn重掺杂InAS0.97Sb0.03薄膜的ε(E)谱表明，由于Zn的重掺杂而导致高阶临界点带边吸收发生伯斯坦一莫斯(Burstein-Moss简称B-M)漂移。不同组分InAS1-xSbx薄膜的背散射配置Raman散射谱表明，在我们研究的组分，InAS1-xSbx表现出类InAs和类InSb双模特性，并且类InAs LO模的频率随着Sb组分的减小向高频方向移动，而类InSb LO模的频率变化不明显。
5)采用XRD与SEM研究了In1-xMnxSb薄膜的微观结构与表面形貌。结果表明，薄膜为(100)取向闪锌矿晶体结构单晶，LPE方法能有效遏制Mn相分离的出现。在InAS1-xSbx薄膜中经常观察到的凹坑在In1-xMnxSb薄膜中很少能出现，这主要是由于单质Mn的熔点很高在生长过程中不易挥发。延长降温区间△T有利于遏制薄膜表面沉积物的出现，△T与薄膜的厚度之间的关系是非线性关系。提高生长温度Tg，薄膜的表面变得光滑，用二维成核生长理论适合说明In1-xMnxSb薄膜的LPE生长。
6)采用Raman、光致发光(PL)与紫外-可见光反射光谱研究了In1-xMnxSb薄膜的光学性质。Raman测试表明，在我们所研究的组分区间，In1-xMnxSb薄膜呈现出单模声子行为。室温PL谱表明，In1-xMnxSb的禁带宽度Eg(x)随着x的增大而减小；不同的激发强度下的PL谱表明，激发光源的热效应导致样品的带宽变窄，使得其主峰向波长增大的方向移动，并且激子效应增强。在1.2～5.5 eV光子能量范围，In1-xMnxSb薄膜具有与InAs和InSb相类似的反射光谱结构，我们分析了各临界点的跃迁。
7)通过变温霍尔测量，研究了In1-xMnxSb薄膜的磁输运特性。结果表明，样品导电类型在磁场变化过程中一直没有改变，以电子导电为主。20K时样品的载流子迁移率谱说明仅有一种类型的电子(体电子no)参与导电，有两种不同类型的空穴参与了导电，分别是体空穴Po和表面空穴Ps；100K时，出现了另一种类型的导电电子(表电子ns)，并且体电子迁移率与浓度都增大了，而在20K时出现的表面空穴在100K下消失了，而空穴的导电类型主要是体空穴的作用。
1)建立和完善了LPE材料生长系统。我们自行设计与加工了该系统的石英推杆、真空接头等部件，创造性地选择了石英炉的底板与滑轨等结构，使得其结构设计更加合理、加工成本降低、操作更加容易安全。
2)使用此LPE系统，在(100)InAs衬底上生长了不同组分与厚度的InAS1-xSbx与In1-xMnxSb薄膜。
3)采用X-ray衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)与能量色散谱仪(EDS)研究了InAS1-xSbx薄膜的微观结构与形貌。结果表明，薄膜为(100)取向闪锌矿晶体结构单晶，其摇摆曲线呈现Gaussian分布，位错密度约为D=5×105cm-2。薄膜表现出四种典型的宏观表面形貌，即凹坑、沉积物、残留物和光滑。为了不让薄膜表面出现残留物，衬底表面与石墨舟表面之间的距离d应该约<20μm，较窄的降温区间△T有利于减少薄膜表面沉积物的数量与粒径。采用5H2O2:3 HNO3的混合腐蚀液比H2O2更适合于对InAS1-xSbx薄膜的抛光。薄膜的厚度正比于△T，(△T=at，其中α是降温速率，t是时间)。较大范围的表面EDS线扫描表明其组分的均匀性较好。
4)采用红外透射光谱、紫外—可见光反射谱、紫外—可见光椭圆偏振光谱研究了InAS1-xSbx薄膜在布里渊区(BZ)临界点的跃迁，以及采用Raman光谱研究了其声子行为。结果表明，对于工作在1500～3000cm-1范围的光电器件，采用Si3N4薄膜作为其钝化层不仅可以作为保护层，也可增大入射光的透过率，提高器件的探测率。基于电子带间跃迁和联合态密度理论，采用S.Adachi的MDF模型对ε(E)进行了拟合，结果表明，实验数据与模型吻合得非常好，E1和E1+△1跃迁发生在BZ的∧轴或L点，分别对应于M1型临界点∧v5→∧c6(或Lv4,5→Lc6)和∧v6→∧c6(或Lv6→Lc6)跃迁；E2跃迁是由于M1型和M2型鞍点能量简并引起的，沿着BZ的∑和△轴方向。随着锑(Sb)组分的增大，E1和E2峰红移，自旋分裂能(△1)蓝移，这表明电子自旋轨道(SO)相互作用增强。Zn重掺杂InAS0.97Sb0.03薄膜的ε(E)谱表明，由于Zn的重掺杂而导致高阶临界点带边吸收发生伯斯坦一莫斯(Burstein-Moss简称B-M)漂移。不同组分InAS1-xSbx薄膜的背散射配置Raman散射谱表明，在我们研究的组分，InAS1-xSbx表现出类InAs和类InSb双模特性，并且类InAs LO模的频率随着Sb组分的减小向高频方向移动，而类InSb LO模的频率变化不明显。
5)采用XRD与SEM研究了In1-xMnxSb薄膜的微观结构与表面形貌。结果表明，薄膜为(100)取向闪锌矿晶体结构单晶，LPE方法能有效遏制Mn相分离的出现。在InAS1-xSbx薄膜中经常观察到的凹坑在In1-xMnxSb薄膜中很少能出现，这主要是由于单质Mn的熔点很高在生长过程中不易挥发。延长降温区间△T有利于遏制薄膜表面沉积物的出现，△T与薄膜的厚度之间的关系是非线性关系。提高生长温度Tg，薄膜的表面变得光滑，用二维成核生长理论适合说明In1-xMnxSb薄膜的LPE生长。
6)采用Raman、光致发光(PL)与紫外-可见光反射光谱研究了In1-xMnxSb薄膜的光学性质。Raman测试表明，在我们所研究的组分区间，In1-xMnxSb薄膜呈现出单模声子行为。室温PL谱表明，In1-xMnxSb的禁带宽度Eg(x)随着x的增大而减小；不同的激发强度下的PL谱表明，激发光源的热效应导致样品的带宽变窄，使得其主峰向波长增大的方向移动，并且激子效应增强。在1.2～5.5 eV光子能量范围，In1-xMnxSb薄膜具有与InAs和InSb相类似的反射光谱结构，我们分析了各临界点的跃迁。
7)通过变温霍尔测量，研究了In1-xMnxSb薄膜的磁输运特性。结果表明，样品导电类型在磁场变化过程中一直没有改变，以电子导电为主。20K时样品的载流子迁移率谱说明仅有一种类型的电子(体电子no)参与导电，有两种不同类型的空穴参与了导电，分别是体空穴Po和表面空穴Ps；100K时，出现了另一种类型的导电电子(表电子ns)，并且体电子迁移率与浓度都增大了，而在20K时出现的表面空穴在100K下消失了，而空穴的导电类型主要是体空穴的作用。