氮化镓(GaN)是一种直接宽带隙半导体材料,具有优异的物理和化学性质,是制备高温、高功率、高频电子器件以及发光二极管、激光二极管和光电探测器等光电子器件的重要材料.该文着重围绕氮化镓(GaN)光学性质的一些基础问题作了研究并制备了GaN基p-i-n结构单元光电探测器,并对器件性能作了一系列的测试、分析.利用拉曼光谱研究了纤锌矿结构GaN外延薄膜的声子模式,并通过比较对GaN薄膜进行Ar离子刻蚀前后的拉曼光谱,发现离子刻蚀不仅会使GaN外延层的压缩形变应力得到释放,而且也有可能引起材料的载流子浓度降低;对经过离子刻蚀的样品进行三种温度退火处理,再测其拉曼光谱,发现低温退火对恢复由离子刻蚀造成的GaN晶格损伤的作用不明显.利用400-1200nm波段的椭圆偏振光谱对生长在蓝宝石衬底上的非故意掺杂纤锌矿GaN外延薄膜进行了研究,通过拟合获得了GaN薄膜的厚度和可见-近红外区域的折射率色散关系,即n<2>(λ)=2.26<2>+330.1<2>/(λ<2>-265.7<2>);利用椭偏测量得到的折射率公式研究了GaN紫外-可见波段的反射光谱,计算得到GaN薄膜的厚度,与椭偏光谱结果一致,两者偏差为0.68﹪;另外,还通过拟合得到了寻常光和非寻常光折射率的色散关系,也利用反射光谱进行了验证.用GaN外延薄膜制备了p-i-n结构单元光电探测器,并对器件光谱响应及响应时间作了测量.器件响应在360nm处达到最大,在370nm处截止,零偏压时峰值响应为0.143A/W,加上-3伏偏压后增大到0.176A/W;测量了器件的响应时间,其上升沿5.2ns(从峰值的0.1到0.9的时间间隔),下降沿24.2ns(从峰值的0.9到0.1的时间间隔),半高宽11.2ns.