GaN基激光器(LD)和发光二极管(LED)在固态照明，宽带激光通讯，大容量光存储，激光电视等方面有巨大的市场需求和广泛的应用。GaN基半导体光电器件的研究是当今半导体产业发展的前沿领域和热点课题。InGaN/GaN多量子阱作为发光有源区结构是GaN基LED和LD的核心结构，是决定GaN基LED发光效率和LD室温连续激射的关键，因此研究量子阱发光过程的物理机制非常重要。由于氮化物是离子型半导体，具有超常的自发极化和压电极化效应，而GaN基量子阱为强极化、高应变的异质量子结构体系，加之具有极高缺陷密度、存在局域化效应等因素，使得InGaN/GaN量子阱的研究涉及诸多复杂的物理过程和基本的科学问题。　　本论文重点研究InGaN/GaN多量子阱的两个关键因素，包括量子阱内部电场引起的量子限制斯塔克效应(QCSE)，以及在量子阱中形成的富In团簇结构，这两者都源于GaN和InN之间的晶格失配，影响到InGaN/GaN多量子阱内部的复合发光机制和宏观光学性质。本文就此开展了实验和理论方面的研究工作，取得的主要成果如下:　　1、实验研究了两种不同In组分的蓝紫光InGaN/GaN多量子阱LD结构的发光特性，根据变温变激发的光致发光(PL)光谱特征来研究量子阱发光机制，利用时间分辨光谱(TRPL)研究了载流子寿命的变化。实验发现某些温度区间有一个明显的现象:在低激发强度下温度升高导致的峰值蓝移量更大。通过对蓝移的起因和自由载流子屏蔽效应的细致分析，我们认为这种现象主要是源于局域态中的载流子受热激活，进而部分屏蔽QCSE产生的，谱线半宽分析和TRPL结果也与这种解释一致。较大蓝移量能够反映出量子阱中的量子限制斯塔克效应较强，揭示了影响量子阱内量子效率变化的主要因素，这种蓝移量的大小能够衡量器件的发光性能。　　2、系统的从理论和实验两方面研究了应变调制InGaN/GaN多量子阱中效率提高的作用机制。通过电致发光(EL)和变温光致发光(PL)实验分析表明:在生长InGaN/GaN多量子阱之前引入预应变InGaN插入层，量子阱的发光强度会有明显增强，电流增加时EL谱峰值能量蓝移减小。应用APSYS软件进行理论模拟，理论计算表明在预应变结构中势能倾斜程度减弱，压电极化场减小，有效的削弱了量子限制斯塔克效应。并且电子空穴波函数交叠的增加引起辐射复合速率增大。基于上述原因，InGaN插入层对量子阱内压电极化场有调制效果，有利于量子阱中的应力弛豫，提高了量子阱发光效率，并且改善了效率下降问题。　　3、通过对p型材料生长条件的系统研究来考察其对绿光多量子阱结构的影响，实验中生长了具有不同p型层厚度的一系列绿光LED样品，分别研究了热处理效应和p型层厚度变化对量子阱发光特性的作用机制，研究发现，p型层厚度的增加伴随着较长的热处理时间会加剧多量子阱结构中局域态的形成，提高绿光量子阱的发光效率，另一方面，p型层厚度增加引起了较强的压电极化场和QCSE进而降低量子阱的发光效率，由于两种因素相互制衡，实验观察到:当厚度在一定值之下时，内量子效率随厚度的增加而上升，进一步的厚度增加会起相反效果降低效率。本文据此提出了优化的p型层厚度，有利于优化高In组分LED设计。