GaAs基Ga(In)NAs作为一种长波长(1.3～1.55μm)通信用新材料，受到人们的广泛关注，已经成为半导体光电子材料研究中的热点；鉴于GaSb材料在中红外波段(2～5μm)激光器、探测器的广泛应用，人们也开始了对稀氮锑化物GaNSb的研究；另外，InAs量子点被认为是制备新型光电子器件理想材料之一，近年来在半导体探测器、激光器等方面的应用备受人们关注。本文在实验室分子束外延设备上研究了几种新型半导体材料的优化生长；通过光谱技术研究了快速热退火及质子注入对几种新型半导体材料的生长后处理改性。主要可以概括为以下几个方面：　　 1、稀氮GaNxAs1-x/GaAs薄膜生长、快速热退火改性及光学性质研究：(1)通过改变生长条件生长了多个N组分的高质量的单晶GaNxAs1-x二维薄膜。(2)对比快速热退火前后的GaNAs薄膜光致发光谱。退火处理可使GaNAs的发光强度有效提高。退火处理前，局域激子复合发光是光致发光谱的主要发光。退火处理以后，GaNAs层晶体质量有效提高，GaNAs带间自由激子复合发光占主导，局域激子发光只有在低于77 K才能分辨。退火处理以后GaNAs发光峰蓝移是由于退火诱导N组分重组后GaNAs中势起伏有效减弱引起的。退火后出现的“新”的发光峰可能是由于RTA诱导N重组后形成的局部非替代As位N的聚集，而形成的深杂质态的局域激子发光。(3)对GaNAs/GaAs薄膜进行光调制反射光谱表征。观察到GaNAs因晶格应力而产生的价带分裂现象，发现了价带分裂值随着RTA的进行而逐渐减弱现象，这是由退火诱导GaNAs层内N组分重组，晶格发生弛豫收缩使GaNAs的晶格应力减少引起的。(4)利用Spatial correlation模型分析了退火对GaNAs组分无序引起的Raman声子峰的展宽、不对称性及频移现象的影响。　　 2、稀氮GaxIn1-xNyAs1-y/GaAs材料生长、质子辅助热退火改性及光学性质研究：(1)成功生长特征波长在1.3μm左右的GaxIn1-xNyAs1-y/GaAs薄膜和量子阱。(2)观察到GaInNAs/GaAs量子阱发光峰位呈现出反常温度特征，这是由于GaInNAs合金体系中束缚激子的复合发光引起的。(3)通过有效质量近似方法计算了不同GaInNAs/GaAs应变量子阱的能级结构，与光谱测量结果比较接近。(4)发现质子注入辅助热退火能有效改善GaInNAs/GaAs量子阱的光学性质，提高其发光效率，达到单纯热退火处理的7倍。　　 3、稀氮锑化物GaNxSb1-x薄膜生长初步探索：通过改变生长条件生长了不同N组分的GaNxSb1-x/GaSb薄膜。X射线衍射表征和表面形貌原子力显微分析证明，成功生长了高质量的单晶GaNxSb1-x二维薄膜。　　 4、InAs量子点生长和光学性质研究：(1)进一步探索InAs量子点优化生长工艺，并成功生长尺寸和分布均匀、密度达1011cm-2量级的InAs/InGaAs量子点。(2)成功生长InAs/InGaAs量子点-阱(DWELL)结构，调制光谱清晰的显示了来自量子点基态和激发态的光学跃迁。(3)研究了不同激发功率和不同温度下的InAs量子点的光致发光谱，观察到载流子与激发光功率相关的电子态填充效应以及InAs量子点激子发光强度随温度变化反常增强效应。