该论文利用MBE技术制备了高质量的GaAs基长波长In(Ga,Al)As量子点材料,通过原子力显微镜、光致发光谱和透射电子显微镜等实验手段系统、深入地研究了量子点的光学性质和生长机理,并且在国际上首次成功地研制出了高性能的量子点超辐射发光管,取得了一些具有创新性的成果.主要包括:(1)系统地研究了InAlAs/InGaAs复合应力缓冲层对InAs量子点材料的光致发光(PL)性质的影响;发现InAs量子点的PL波长、半高宽、基态与第一激发态的能级间距以及室温发光积分强度都强烈地依赖于InAlAs薄层中的Al的组份和InAlAs薄层的厚度;得到了室温发光波长在1.35μm,基态与第一激发态的能级间距高达103meV这一国际上领先的结果.这一结果对实现高T<,0>的长波长量子点激光器的室温激射具有重要意义.(2)对上述复合限制层的量子点结构变温PL研究表明,基态与第一激发态的相对强度以及半高宽随着温度的变化趋势与以往的报道不同;更为重要的是发现量子点基态的发光积分强度从15K变化到室温,只衰减了3倍.这也进一步证实了此种结构实现高T<,0>的长波长量子点激光器的可行性!(3)对复合限制层的量子点结构进行了高温快速热退火的研究,所得到的实验结果也与现有文献的报道不同.为此,我们建立了InAs量子点到InAlAs量子点到InGaAlAs量子点随温度的转换模型,很好地解释了实验结果.(4)采用多层自组织量子点为有源区的结构,在国际上首次研制成功了量子点超辐射发光管.器件的综合性能指标如下:室温连续输出功率高达220mW,发光中心波长1μm,光谱宽度60nm.这是目前国际上有关超辐射发光管报道的最好的结果之一.此结果验证了自组织量子点在制作超辐射发光管中的潜在优势,同时也拓宽了自组织量子点在光电器件领域中的应用.(5)设计并试制了三层非对称的InAs量子点结构,在每一量子点层中加入不同厚度的InGaAs应力缓冲层,采用适当的间隔层厚度,得到了室温发光中心波长在1.27μm,光谱宽度高达180nm,发光强度很高的量子点的发光特性.这一结果对于制作超宽输出光谱的超辐射发光管、进一步提高量子点超辐射发光管的性能具有重要的意义.