应变自组织生长InP基InAs量子点、量子线材料，不仅对基础研究具有重要的意义，而且在制造新型半导体器件方面有广泛的应用前景，因而成为目前国际上的前沿研究课题之一。本论文采用MBE技术生长了InAs/InAl(Ga)As/InP自组织量子点、量子线材料，并采用原子力显微镜(AFM)、光致发光谱(PL)、X射线双晶衍射(DCXRD)和透射电子显微镜(TEM)等实验手段系统深入地研究了量子点、线的结构特性、形貌转化机理及光学性质，还研制出了InP基长波长InAs量子线边发射激光器。主要研究结果包括：　　 1、使用MBE系统，采用与InP衬底晶格匹配的InAlGaAs作为缓冲层，选择负失配和匹配两种间隔层，在InP(001)衬底上自组织生长了多层IMs量子线结构，利用AFM、DCXRD和PL谱对其结构和光学特性进行了研究，探讨了负失配和匹配两种间隔层对InAs纳米结构形貌的影响，以及IMs生长时停顿对其结构形貌的影响。结果表明，负失配间隔层的引入导致量子点和量子线混合结构的形成；生长InAs时停顿的引入导致均匀尺寸分布的量子线结构的出现。从理论上分析了IMs形貌转变的机制。还对IMs量子线结构的光学特征进行了测试，对有负失配间隔层的样品中所出现的多峰结构进行了研究，对其在15K-50K范围内PL强度随温度增加，以及PL谱发光峰位对温度不敏感的独特现象进行了初步的分析探讨。　　 2、首次生长并利用AFM研究了As压调制(富As和缺As)的IMlAs超晶格对InAs/InAlAs纳米结构形貌的影响，利用PL技术对纳米结构的光学性质进行了表征。发现随着As压调制的InAlAs超晶格周期数的增加，InAs形貌将发生“线→点”的转变，并从动力学的方面对这一转变进行了详细的分析，认为：“线→点”的转变是由于缺As的InAlAs表面特性和富As的InAlAs所表现出的特性相抵消，即两种不同的InAlAs再构表面形成沿不同方向的相分离，导致不同表面各向异性应力场及形貌调制。从而引起生长InAs时In吸附原子不同的各向异性迁移，两种不同方向的各向异性迁移相互抵消，从而导致了各向同性的、圆形的、较均匀分布的InAs量子点的形成。研究结果已发表在Nanotechnology上。　　 3、通过优化材料结构设计和生长条件，制备出InP基自组织InAs量子线激光器结构，在国内首次实现了室温连续激射，激射波长为1.734Pm。对激光器的温度稳定性和激射光谱随注入电流的变化进行了测试分析。在不同注入电流下的光谱测试中发现了不同于带填充效应的光谱变化，即在低激励时高能峰先出现，随激励电流增加高能峰减弱并随后消失，同时低能峰出现并激射。分析认为，激光器随电流增加这种特殊的电致发光谱，是由于自组织纳米结构尺寸的不均匀分布引起的。结果发表在ElectronicsLetter和第十四届全国化合物半导体材料、微波器件和光电器件学术会议上。