非极性AlGaN材料在制备深紫外发光二极管方面具有很大的潜力,而非极性(1120)a面AlGaN基多量子阱的制备及理论研究更具有重要的科学意义和实验价值。本论文采用金属有机化合物化学气相沉积脉冲生长技术对非极性a面AlGaN材料的生长进行了系统的研究,成功制备出发光波长为279.2 nm的非极性a面AlGaN基多量子阱。本论文的主要研究内容和成果如下:(1)采用不同的生长法在半极性(1012)r面蓝宝石衬底上分别制备了多种非极性a面AlGaN外延层样品,发现相较于传统连续生长法,双路脉冲生长法能有效抑制MOCVD生长过程中三甲基铝与氨气之间强烈的预反应,使外延层的表面形貌得到明显改善,在200～400 nm波段的相对透光率也提高了 36.9%。(2)研发了调制脉冲生长法。通过调节氨气脉冲时间占空比,探究了非极性a面Al0.34Ga0.66N外延薄膜的优化生长条件。研究结果表明,采用调制脉冲生长法能有效减少合金外延生长时的竞争吸附现象,提高Al原子的并入效率。事实上,非极性a面AlGaN外延层表面的典型三角坑缺陷明显减少,其自由激子发光效率也得到了有效提升。(3)使用改良的脉冲生长法生长了不同Al组分的非极性a面AlGaN薄膜,并研发了双重氮化技术。研究结果表明,通过采用脉冲生长法可以精细调控非极性a面AlGaN外延层的Al组分,使AlGaN量子阱和势垒材料的组分分布均匀。此外,通过对蓝宝石衬底和低温AlN成核层进行适当的氮化处理,得到了表面粗糙度均方根为1.54 nm的光滑外延表面,使异质结界面陡峭的非极性a面AlGaN基多量子阱的制备成为可能。(4)基于上述多种研发的生长技术,成功制备了发光波长为279.2 nm的内量子效率高达39%的非极性a面AlGaN基多量子阱。同时,通过测试变激发功率光致发光光谱可以发现,量子阱样品的发光峰位并未因激发功率的大幅增加而发生任何蓝移,证明本研究制备的非极性AlGaN基多量子阱的能带未出现弯曲现象,即完全消除了量子限制斯塔克效应的影响。