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本论文工作是围绕以下项目展开的：以任晓敏教授为首席科学家的国家重点基础研究发展计划(973计划)项目——“新一代通信光电子集成器件及光纤的重要结构工艺创新与基础研究”(项目编号：2003CB314900)；国家863计划项目——“面向单片集成的新型Ⅲ-Ⅴ族含硼光电子材料系的创新性研究”(项目编号：2009AA03Z417)。新一代光纤通信系统的发展必然要以新型通信光电子集成器件作为支撑。而通信光电子集成器件研究所面临的最突出问题是半导体材料兼容、结构兼容和工艺兼容。其中半导体材料的异质兼容对于改进光电子集成器件的性能具有重大意义。本论文重点围绕新型Ⅲ-Ⅴ族光电子材料集成问题开展了理论和实验工作：计算了构成GaNAsP材料的三元系化合物GaAsN、GaNP光电子新材料的能带结构；进行了含B光电子材料的生长和测试工作。总结起来,主要有以下几个方面：1、采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势计算程序CASTEP,计算了闪锌矿结构GaN、GaP和GaAs的晶格常数和能带结构,重点分析了它们的能带结构。2、在对二元系材料理论计算的基础上,建立了Ga8As8-xNx合金的SQS-8超胞模型,采用了团簇近似,计算了不同N组分的GaAsN的能带结构。计算结果表明：GaAsN能带弯曲参数和N含量有直接关系,N含量为12.5%和25%时Γ1c-Γ15v跃迁的能带弯曲参数分别为8.29eV、5.90eV；当N含量为25%(空间类型为P-4M2、P-43M)、50%和62.5%时,其能带闭合。3、建立了Ga4NxP4-x合金的SQS-4的超胞模型,计算了GaN0.25P0.75(即用1个N原子替换1个P原子)的能带结构。计算结果表明：GaN0.25P0.75为间接带隙(X1c-Γ15v跃迁),能带弯曲参数为8.91eV；当N含量增加至50%、75%(即用2个、3个N原子分别替换P原子)时,其能带闭合。4、在(100)GaAs衬底上利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)技术生长出了B并入比为0.4%-4.4%的一系列BAlAs材料。实验结果表明：BAlAs最优生长温度为580℃；在该温度下,随输入Ⅲ族气相中三乙基硼(TEB)所占摩尔百分比增加,BAlAs中B并入比提高,外延层(004)衍射峰的半高全宽FWHM值增加与原子力显微镜(AFM)测试的表面粗糙度增大(B并入比最高4.4%时FWHM值为204.7arcsec,表面粗糙度为29.086nm),材料质量劣化。5、在(100)GaAs衬底上LP-MOCVD生长出了B并入比为1.2%-5.8%的BGaAs材料及相应的晶格匹配的BGaInAs材料。