Ⅲ族氮化物半导体材料由于在绿、蓝光至紫外光波段的发光器件领域有广泛的应用前景而成为研究热点,研制大功率,高亮度和长寿命的器件一直是人们追求的目标.该文从控制Ⅲ族氮化物材料内部缺陷着手,研究了GaN和InGaN/GaN中结构缺陷对发光性能的影响,同时也研究了InAlGaN材料的生长和性能.主要取得以下成果:1)首次利用正电子湮没谱(PAS)研究了掺Zn和掺In GaN中的点缺陷(Ga空位).结合光致发光(PL)谱分析了点缺陷对GaN光学性能的影响.结果表明:受主掺杂可以明显降低GaN层中的Ga空位.在等电子In掺杂时随着In掺入量的增加,GaN的带边峰信号增强,同时黄光峰信号的增强.PAS测试表明GaN中的Ga空位也有同样的变化趋势.结合PAS和PL的结果证实Ga空位是引起黄光峰的主要原因.2)采用高分辨X射线衍射,高分辨透射电镜和PL谱相结合研究了不同缺陷密度的InGaN/GaN多量子陆(MQWs)中缺陷对量子阱光学性能的影响.在MQWs中存在类似量子点的富In区和位错缺陷.类量子点是辐射复合发光中心起到增强量子阱发光效率的作用,而位错是非辐射复合发光中心,使量子阱的发光效率降低.这二者相互竞争,共同影响量子阱的发光性能.3)成功地生长出了InAlGaN薄膜并首次研究了载气和衬底状态对生长InAlGaN薄膜的影响,并给出了合理解释.同时,也系统地研究了生长温度和有机源流量对生长InAlGaN的结构和光学性能的影响.与只用氮气做载气相比,在氮气中混入少量的氢气可以较大地改善四元材料的发光性能.合适的衬底温度是生长出高质量InAlGaN的关键因素.研究发现,并入InAlGaN中In的组分随生长温度的升高而降低,但此时外延膜的结晶质量和光学性能却得到提高.4)在一定条件下生长的InAlGaN中观察到了V形缺陷,提出其形成机理是由于局部富In区引起局部晶格膨胀从而诱导形成V形缺陷,并指出提高生长温度可以减少或消除V形缺陷.5)初步研究了Si上生长InAlGaN的结构和光学性能.