GaN基Ⅲ族氮化物半导体材料和器件是当前科学研究和产业发展的重点。GaN基发光二极管(LED)、GaN基半导体激光器(LD)已经在固态照明、高密度存储、彩色复印和打印、医疗诊断等领域中取得了广泛的应用。同时，GaN基Ⅲ族氮化物半导体材料在紫外光探测、高频大功率电子器件、表面声波电子器件等领域也有着重要的应用。然而到目前为止，依然面临许多科学难题和技术瓶颈，包括GaN基材料的生长技术、GaN基量子阱发光机制、LED效率骤降的基本物理机制等重要问题仍然有待研究和解决。　　本文针对InGaN/GaN量子阱，以应力调制为手段，改善其发光特性，并分析了应力调制对“Efficiency Droop”行为，以及p型Mg掺杂浓度的作用和影响。取得的主要成果如下:　　首先，对三角阱以及传统方势阱两种不同结构蓝光LED的物理特性和器件特性进行了分析和比较，着重研究应力能带调制对器件性能的影响。研究结果表明三角阱结构LED拥有更高的辐射复合率和发光效率，主要归因于三角阱结构提高了量子阱中的电子-空穴交叠率，达到90％。在600mA大电流注入下，三角阱内的“Efficiency Droop”行为由方势阱内的55％下降到18％，减缓了“EfficiencyDroop”行为的发生，发光性能提升3倍有余。　　其次，设计InGaN垒结构LED以改变阱垒区的应力分布，提高载流子的输运和限制特性。由于能带调制作用，InGaN量子垒结构LED最高内量子效率达到传统GaN垒结构LED的2倍，在600mA大电流注入下并未发生“EfficiencyDroop”现象，提高了LED在大电流注入下的性能表现。同时，在研究LED的发光偏振特性时发现:随着垒区In组分逐渐增大同时也是应力逐渐减小的过程中，TE模成分逐渐减小、TM模成分逐渐增大，主要源于应力调制改变了能带结构以及价带波函数的对称性。　　最后，研究了引入AlN插入层的p型AlGaN/GaN超晶格材料的空穴浓度提高的原因，主要讨论了应力调制对Mg受主有效掺杂浓度的影响。运用第一性原理计算，结果表明在压应力条件下Mg受主的掺杂浓度受到抑制，证实了AlN插入层超晶格结构的空穴浓度提高并非来自压应力条件下Mg受主有效掺杂浓度的提高。