采用化学气相沉积(CVD)方法进行碳化硅(4H-SiC)同质外延生长, 生长过程中温场分布是决定外延层质量的关键因素。对CVD系统的温场分布进行了仿真研究, 并采用无偏角4H-SiC衬底进行同质外延生长实验验证。结果表明, 无偏角4H-SiC外延层中的3C-SiC多型体夹杂与生长室温场分布密切相关。实验数据验证了仿真结果, 两者的温度分布具有高度一致性, 这也证明了仿真数据的有效性。

针对由激光隐形切割技术导致的蓝宝石衬底侧壁粗化对GaN基发光二极管（LED）倒装芯片光提取效率（LEE）的影响，提出一种蒙特卡罗光线追踪的方法。使用蒙特卡罗光线追踪法具体分析侧壁隐形切割对LED倒装芯片各出光面LEE的影响，并对LED倒装芯片蓝宝石侧壁隐形切割的层数和位置进行优化设计。仿真结果表明，随着蓝宝石侧壁隐形切割层数的增多，以及蓝宝石侧壁等效粗糙度的提升，LED倒装芯片顶部出光面的LEE缓慢减少，而侧壁和LED倒装芯片总的LEE逐渐增加。采用蒙特卡罗光线追踪法模拟均匀激光打点与组合激光打点对LED倒装芯片LEE的影响。实验结果表明，当隐形切割层数固定时，均匀激光打点的侧壁和总的LEE均高于组合激光打点。

研究了不同温度下几种结构的有机电致发光器件(OLED)的瞬态电致发光响应特性以及电流密度-电压-亮度特性。研究发现, 启亮电压随温度升高而减小的加速度在200 K时出现拐点, 且这一数值主要由电子传输层Alq3的迁移率决定。当温度为200 K时, 延迟时间td最重要的影响因素是MoO3空穴注入势垒, 随着温度的升高, Δtd逐渐减小, 到300 K时基本消失。Vf代表光衰减时间随温度增长的平均速率。MoO3注入层和电致发光材料Ir(ppy)3都会对载流子的堆积起促进作用。由MoO3注入层不同引起的ΔVf是0.52 μs/K, 由电致发光材料Ir(ppy)3不同引起的ΔVf 是0.73 μs/K。

相对于Ⅱ-Ⅵ族二元化合物, 三元合金在调节带隙宽度和晶格常数上的灵活性使其应用前景更加广阔, 并有希望解决Ⅱ-Ⅵ族材料普遍存在的单极性掺杂难题而成为未来新型光电器件发展的一个重要方向。文章着重介绍了分子束外延(MBE)技术生长ZnSeTe、CdZnTe、CdSeTe等Ⅱ-Ⅵ族三元合金单晶薄膜的研究现状, 分析了MBE生长三元合金时需要考虑的问题, 介绍了Ⅱ-Ⅵ族半导体材料n/p型掺杂的常用元素和掺杂方式, 讨论了限制Ⅱ-Ⅵ族材料有效掺杂的物理机制和三元合金在掺杂方面的研究动态, 并对三元合金薄膜的发展前景进行了展望。

利用课题组自主研发的热壁低压化学气相沉积（HWLPCVD）系统, 在朝[11-20]方向偏转4°的（0001）Si面4H-SiC衬底上进行快速同质外延生长, 研究了生长温度及氯硅比（Cl/Si比）对外延生长速率的影响机理。研究发现, 外延生长速率随生长温度的提高呈线性增加, 而Cl/Si比的改变对生长速率的影响不大。文章进一步探究了Cl/Si比对4H-SiC外延层表面缺陷的影响。较低的Cl/Si比（0.4~2）可以减少或消除三角缺陷, Cl/Si比较高（大于5）时, 表面质量反而下降, 因而, 适当的Cl/Si比对于获得表面形貌良好的4H-SiC外延层至关重要。

详细研究了有机发光二极管(OLED)在脉冲电压下的瞬态电流响应特性.瞬态响应电流由3部分组成：正向电流峰(IP)、稳态电流(IS)及反向电流峰(IN).研究发现IS为器件工作时通过器件的电流,而IN与IP则分别对应OLED器件电极/有机界面附近的空间电荷的形成及消失过程.IN、IP与脉冲电压成线性关系,阳极的费米能级与空穴传输材料的HOMO能级差导致IN大于IP.利用不同占空比的双脉冲电压研究了电流与空间电荷的关系,发现空间电荷的充分放电临界占空比只受界面接触的影响,而与器件内部结构无关.

对基于InGaN/GaN量子阱的蓝绿双波长发光二极管的材料生长和发光性质进行了研究.通过设计生长多组具有不同参量的外延结构，获得了优化的双波长量子阱结构参量，指出量子阱位置的分布、蓝绿阱间垒的宽度以及材料构成对量子阱发光性能均有较大影响.对双波长发光二极管器件光学性质进行了研究，结果表明，InGaN/GaN量子阱发光更依赖于In团簇形成的局域激子发光，从而导致了小电流下的反常光学现象.通过数值计算材料内部极化场的强度，对波长漂移的原因进行了解释，并通过双波长发光效率拟合分析了发光二极管“droop”效应可能的产生机理.

对离子注入法制备的u-, n-和p-GaN∶Er三种类型的薄膜样品进行了Raman光谱分析。 Er+注入GaN样品后新出现了293, 362和670 cm-1等波数的Raman峰, 其中293 cm-1处的Raman峰被指认为无序激活的Raman散射(DARS), 362 cm-1和670 cm-1处的Raman峰可能与离子注入后形成的GaN晶格缺陷有关。 上述GaN∶Er样品在800℃退火前后的E2(high)特征峰均向高频方向移动, 表明薄膜晶格中均存在着压应力。 采用洛伦兹拟合分析了Raman光谱中组成A1(LO)模式峰的未耦合LO模与等离子体激元耦合模LPP+在不同样品中的出现情况, 定性指出了GaN∶Er系列样品中载流子浓度的变化规律。

利用自主研发的热壁低压化学气相沉积(HWLPCVD)系统，在5.08cm(２英寸)4°偏轴4H-SiC衬底上生长4H-SiC同质外延膜。讨论了4H-SiC同质外延层中的两种扩展缺陷——彗星缺陷和胡萝卜缺陷，研究了这两种缺陷的起源与消除方法。研究发现采用化学机械抛光(CMP)方法可以有效去除扩展缺陷，提高外延膜的质量。另外，提高衬底质量和优化生长条件也可以消除这两种扩展缺陷。

Ⅱ-Ⅵ族镉(Cd)化物，如CdTe、CdSe、CdSeTe等具有直接带隙、光学吸收系数高和电学特性优异等突出特点，在太阳电池、X及γ射线探测器、红外焦平面阵列(FPA)等方面均得到了广泛应用。文章简要综述了近年来用分子束外延(MBE)工艺生长镉化物微结构材料的研究进展和器件应用动态，并对镉化物在光电子领域中的发展前景进行了展望。