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GaN基半导体器件的商业化使得当前Ⅲ族氮化物的研究发展非常迅猛。由于其带隙可以从6.2ev到0.7eV连续变化，所对应的波长覆盖了从近红外到紫外极为宽广的光谱范围，GaN基半导体材料已成为发展半导体光电子器件的优选材料，因此光电性质无疑是该材料体系研究的核心问题。当前，随着半导体理论与技术的发展，对Ⅲ族氮化物光电性质的研究和应用正转向多元化和精细化。近年来，InGaN三元合金材料及其相应的光电子器件已经成为Ⅲ族氮化物研究领域新的热点。
本论文围绕Ⅲ族氮化物的光电性质，主要针对高In组份的InGaN三元合金的材料结构设计和器件制备这两大方面，结合一些表征手段，开展了以下方面的研究：
1.利用应变工程，提出了通过采用高In组份的InGaN应变弛豫层技术来解决InGaN与GaN之间的晶格失配问题，即器件的核心结构层是生长在与之晶格失配很小的InGaN应变弛豫层上，同时，为了减轻应变弛豫引入的位错，在应变弛豫层上插入了一层很薄的GaN/InGaN量子阱或超晶格层来阻挡位错的继续扩展。在此设计思路上，制备了几种不同结构的高In组份的InGaN材料结构，并对它们进行了高分辨X射线衍射的测试，发现所制备的高In组份的InGaN器件结构中的n-InGaN层和InGaN弛豫缓冲层具有相同的平面内晶格常数，实现了高In组份InGaN材料在晶格匹配的弛豫层上的赝势生长。
2.采用SEM、AFM等方法表征了退火对InGaN材料的表面形貌的影响，发现在一定的退火条件下，通过退火可以明显改善InGaN材料的表面形貌。
3.制备了肖特基型的InGaN太阳电池。所制备的太阳电池在氙灯照射下，呈现出的开路电压为0.91V，短路电流密度为7mA/cm2，填充因子为0.45，计算得到的光功率转换效率为0.95％。
4.制备了不同工艺结构的InGaN肖特基器件。发现金属-绝缘层-半导体结构的器件具有更好的光电响应特征，经过台面刻蚀后能进一步提高器件的光电响应度，同时，发现采用MIS结构+台面刻蚀方法将器件漏电流降低了三个数量级，我们提出了电子借助InGaN表面缺陷态在表面的横向二维变程跳跃机制从物理上解释了漏电流的巨大差异，得出电子在表面的横向二维变程跳跃是InGaN肖特基的一个主要漏电流机制。