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量子阱(QW)材料中电子的运动是二维的，在某一方向上受限，导致其能量的量子化，这样在阱内形成不同的能级。利用量子阱材料可以制作激光器、发光二极管、半导体光放大器等光通信器件，在光通信领域应用广泛。由于GaInNAs材料良好的温度特性，使其成为新一代光通信光源的最佳选择。有效质量近似和包络函数理论是研究低维半导体材料的基础。本文在此基础上，运用打靶法、变分法、以及费米黄金规则研究GaInNAs QW材料的一些物理性能。1.简单介绍半导体材料，特别是GaInNAs材料的发展及其在信息技术发展中的应用。并且给出研究GaInNAs QW材料性能用到的一些主要理论方法。2.采用变分法研究Ga1-xInxNyAs1-y/GaAs QW中电场、氮（N）和铟(In)组分及施主杂质的位置等对施主杂质结合能的影响。由理论计算可知：电场为零，施主杂质位于阱中心时施主的结合能最大。施主杂质的结合能，随着N组分的增大而增加；随着In组分的增加而减小。随着阱宽的增加，施主结合能先达到一个最大值然后再逐渐变小。随着电场的增大，施主杂质位于阱的右边时结合能增大，位于阱的左边时结合能减小。3.运用费米黄金规则研究电子-LO声子散射率，随温度、阱宽、以及N和In组分变化的规律。由理论计算可知：N组分的增加使散射率增加；In组分的增加使散射率减小；随着温度的增加散射率单调增加，低温条件下散射率对温度不敏感，高温条件下随温度增加而增加；任意条件下阱宽为200附近散射率最大。4.利用费米黄金规则研究电子-电子的散射率。由理论计算可知：随着N组分增加材料的介电常数减小，电子-电子散射率增加；In组分增加，能级间能级差，电子-电子的散射率减小；并且温度的升高和电场强度的增加都可以使电子-电子的散射率减小；阱内载流子浓度变大和阱宽的增加，增大其散射率。此外，加入筛选因子降低散射率。5.利用本文提到的理论计算方法，结合量子级联激光器的原理，对GaInNAs材料制作量子级联激光器进行了研究，发现可以实现粒子数反转。