在最近几年，GaN/Al(Ga)N多量子阱的子带间跃迁在近红外光电子器件领域的应用前景受到了广泛的关注。但是采用MOCVD技术生长超薄层、多周期、高铝组分的GaN/Al(Ga)N多量子阱是比较困难的。本文利用MOCVD方法制备高Al组分的AlGaN材料及GaN/AlN多量子阱结构，研究了其生长机制和材料特性，获得了高结构质量的材料。本论文取得的主要研究成果如下：　　 1.GaN上生长高质量AIN层和高铝组分AlGaN层的研究中发现，适当降低AlN层的外延温度，可避免表面裂纹的产生，但是表面仍会存在高密度的V形槽，而微量掺杂In可有效改进外延薄膜的表面形貌，抑制裂纹和V形槽的出现。研究了AlN插入层对在GaN上生长AlGaN的表面形貌和晶体质量的影响，发现随着AlN插入层生长温度的降低，AlGaN层的螺型位错密度增加，表面螺旋台阶状小丘的密度增加。这种螺旋小丘的表面形貌与螺位错的几何结构及与之相关的生长机制紧密相关。另外，在较低的反应室压力下，AlGaN层的表面裂纹密度较低。　　 2.研究了生长温度、Ⅴ/Ⅲ比、Si掺杂浓度等生长参数对MOCVD生长的GaN/AlN多量子阱结构特性的影响规律。利用AFM，TAXRD，SEM和TEM等力法对GaN模板和AlN模板上生长的GaN/AlN多量子阱材料进行了结构分析。发现在生长温度，Ⅴ/Ⅲ比和Si掺杂浓度都比较低的条件下，有可能获得界面优良的GaN/AlN多量子阱。利用AlN垒层生长中断的方法有利于获得陡峭的量子阱界面。与此同时，再适当降低AlN垒层的Ⅴ/Ⅲ比，可以进一步提高多量子阱的质量。　　 3.研究了插入层和缓冲层对GaN/AlN多量子阱结构特性的影响规律。我们采用AlN插入层可在GaN模板上生长无裂纹的GaN/AlN多量子阱，但是由于AlN插入层本身引入大量位错，会严重影响多量子阱的晶体质量。我们采用了附加的AlGaN缓冲层，当其铝组分和多量子阱结构的平均铝组分相近时，能有效地平衡GaN/AlN多量子阱各层间的应变，降低了位错密度。利用高分辨TEM研究发现，多量子阱大部分区域的异质结界面是平直和突变的，超晶格周期厚度的重复性较好，但是沿多量子阱的生长方向还存在着一些结构上的局部扰动。　　 4.采用高空间分辨的阴极荧光方法研究了AlGaN层和GaN/AlN多量子阱结构的光学性质，获得了掺硅AlGaN层发光和表面形貌特征的关系，确定存在组分不均匀的现象。利用阴极荧光方法，获得样品表面横向和截面纵向分布的光谱，分析确认GaN/AlN多量子阱的发光主峰在320nm，而多量子阱表面坑洞附近300和305nm的发光主要来自底层的AlGaN层。　　 5.利用傅立叶红外光谱仪，采用多次全反射的波导模式研究了GaN/AlN多量子阱的近红外吸收光谱，发现红外短波长范围的吸收光谱有很强的干涉条纹，且很难去除。确定了GaN/AlN多量子阱多量子阱结构中的C-H键局部振动模式引起的吸收峰，但从光谱中很难确认得到子带间跃迁吸收的信息。