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光纤通信系统的演进对光电子器件的功能性、稳定性提出了更高的要求,这使得对光电子器件的研究由分立转向集成的方向,要实现光电子集成技术的突破必须解决半导体材料兼容的矛盾,这需要我们在同一个衬底上集成不同材料系来实现多器件集成,而新型材料系是一种解决光电子器件集成的理想途径之一本论文中,我们以Si基的四元合金的理论计算和GaAs基四元合金的实验研究为主线,开展了BxGa1-xNyAs1-y四元系合金的理论预测和含B高应变的InGaAs/GaAs多量子阱实验研究工作。论文的主要研究工作与成果如下：(1)利用16原子超胞模型,计算了三元系合金BxGa1-xN、BNxAs1-x、BxGa1-xAs、GaAsxN1-x的带隙值和带隙弯曲参数值。计算结果表明：B并入GaN、GaAs带来的带隙弯曲参数较小,BxGa1-xN和BxGa1-xAs的直接带隙弯曲参数分别为5.36eV和2.6eV；N并入GaAs、BAs带来的带隙弯曲参数却较大,BNxAs1-x和GaAsxN1-x的直接带隙弯曲参数分别为10.07eV和8.3eV。(2)在BxGa1-xNyAs1-y与Si晶格匹配情况下,利用数值拟合得出BxGa1-xNyAs1-y的带隙随B组分变化曲线,理论分析表明：当B组分为6%、N组分为15%时,四元系合金BGaNAs可以实现与Si衬底晶格匹配且其直接带隙跃迁发光波长为0.8eV (1550nm)。同时我们直接建模对BGaNAs四元合金进行理论计算,32原子超胞的B1Ga15N2As14其直接带隙值1.09eV,这与数值拟合的结果基本一致。(3)利用LP-MOCVD设备在GaAs衬底上制备5个周期的高应变InGaAs多量子阱样品,测试数据表明：在阱层生长温度为480℃时,InGaAs/GaAs多量子阱不发生弛豫的In最高并入组分为40%,PL谱峰值发光波长为1191nm。(4)探索TEB源流量对(B)InGaAs/GaAs高应变多量子阱发光性能的影响。B并入会使得BGaInAs的晶格常数减小、In组分降低,因此XRD峰间距缩小、发光波长蓝移；在B并入的同时进一步提高TMIn流量,可在量子阱不发生弛豫的前提下拓展其发光波长。