硒化铅胶体量子点（PbSe QDs）因其具有显著的多激子效应、大的激子波尔半径、宽的波长调控范围以及高的荧光量子产率等优异性能，在室温红外光电子器件领域有巨大的应用前景。然而，通过溶液法合成的PbSe QDs存在发光稳定性差和发光效率低等问题，进一步限制了它的发展，这是由量子点的表面易被氧化与载流子传输性能不佳所导致的。因此，本文围绕PbSe QDs的表面修饰工程对其迁移率、陷阱态、能级移动、发光效率以及稳定性改性方面的影响进行了系统论述，并总结了表面修饰工程在PbSe QDs太阳能电池、发光二极管和光电探测器等领域的应用现状，最后对该工程在光电子器件实际应用中存在的问题以及未来研究重点进行了展望。

为了能够得到高质量的薄膜，降低实验成本，通过化学气相沉积（CVD）方法以GaTe粉作为Ga源在云母衬底上合成了β-Ga₂O₃薄膜。通过改变生长温度、载气和生长时间得到高结晶质量的β-Ga₂O₃薄膜，并通过X射线衍射（XRD）和拉曼光谱进行证实。XRD结果显示，薄膜的最佳生长温度为750 ℃。对比不同载气下合成的β-Ga₂O₃薄膜可知，Ar气是生长薄膜材料的最佳环境。为了实现高结晶质量的β-Ga₂O₃薄膜，在Ar气环境下改变薄膜的生长时间，XRD结果发现，生长时间20 min的薄膜具有高结晶质量。最后，将其转移到300 nm厚氧化层的Si/SiO₂衬底上，并通过原子力显微镜测试，证实了16 nm厚的二维Ga₂O₃薄膜。

氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor, HEMT)以其击穿场强高、导通电阻低、转换效率高等特点引起科研人员的广泛关注并有望应用于电力电子系统中, 但其高功率密度和高频特性给封装技术带来极大挑战。传统硅基电力电子器件封装中寄生电感参数较大, 会引起开关振荡等问题, 使GaN的优良性能难以充分发挥; 另外, 封装的热管理能力决定了功率器件的可靠性, 若不能很好地解决器件的自热效应, 会导致其性能降低, 甚至芯片烧毁。本文在阐释传统封装技术应用于氮化镓功率电子器件时产生的开关震荡和热管理问题基础上, 详细综述了针对以上问题进行的GaN封装技术研究进展, 包括通过优化控制电路、减小电感Lg、提高电阻Rg抑制dv/dt、在栅电极上加入铁氧体磁环、优化PCB布局、提高磁通抵消量等方法解决寄生电感导致的开关振荡、高导热材料金刚石在器件热管理中的应用、器件封装结构改进, 以及其他散热技术等。

ZnO由于其优异的光电性能，在紫外光探测领域引起了广泛的关注。采用CdSe量子点修饰ZnO微米线，提高了其响应速度和响应度。ZnO和CdSe之间形成的内置电场加速了光生电子空穴对的分离，显著增加了光电流。同时，ZnO和CdSe形成了II型能带结构，加速了载流子输运，使响应时间显著减少。此外，温度相关的电流-电压曲线表明，随着温度的升高，ZnO表面态俘获的载流子从表面陷阱态逃逸，降低了表面态的影响，提高了响应速度。结果显示，CdSe量子点修饰的ZnO微米线光电探测器的上升时间为1.4 s，几乎比ZnO光电探测器小一个数量级。这些优异的光电性能表明，量子点修饰是提高光电探测器性能的重要方法。

在GaSb（100）衬底上利用分子束外延技术生长了InAs/GaSb超晶格结构，利用高分辨X射线衍射方法对其进行分析，得到了摇摆曲线上的卫星峰个数、半峰全宽、衍射峰的强度和位置等信息，计算得到了超晶格材料的界面应变、失配和周期等参量。结合原子力显微镜对两组超晶格样品进行了表面起伏及表面粗糙度的测试和表征，结果发现：50周期InAs（10 ML）/GaSb（10 ML）超晶格样品比短周期和非对称超晶格样品的表面起伏更小，表面粗糙度更低；随着超晶格样品生长周期的递增，摇摆曲线上1级衍射峰的半峰全宽显著减小，样品表面的起伏和连续性得到改善，50周期对称超晶格样品的均方根表面粗糙度可以减小到0.31 nm，摇摆曲线上的卫星峰可以清晰看到±4级衍射峰，1级衍射峰的半峰全宽仅为0.027°，周期厚度为5.59 nm，平均应变为0.43%。

提出了一种吸收区-电荷区-倍增区分离(SACM)结构的InGaAs/InP雪崩光电二极管,利用碰撞电离工程(I ²E)设计了双电荷层双倍增层结构的InP雪崩光电二极管(APD),通过在倍增区中设置电离阈值能量的分级,控制碰撞电离的位置,从而降低噪声。采用器件仿真器Silvaco对器件进行建模,仿真计算了新结构器件的能带结构、电场分布、暗电流、光响应电流和增益等。新结构器件可以获得较低的噪声系数k(k=α/β,其中α、β分别为空穴与电子的电离系数),在30 V电压下,k=0.15。与常规的SACM InP APD相比,分析结果表明,新结构APD器件具有了较好的噪声特性。

采用分子束外延技术(MBE)在Si(111)衬底上生长了非掺杂和Si掺杂砷化镓(GaAs)纳米线(NWs)。通过扫描电子显微镜(SEM)证实了生长样品的一维性; 通过X射线衍射(XRD)测试和拉曼光谱(Raman)证实了掺杂GaAs纳米线中Si的存在; 通过光致发光(PL)研究了非掺杂和Si掺杂GaAs纳米线的发光来源, 掺杂改变了GaAs纳米线的辐射复合机制。掺杂导致非掺杂纳米线中自由激子发光峰和纤锌矿/闪锌矿(WZ/ZB)混相结构引起的缺陷发光峰消失。