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本论文研究工作是围绕任晓敏教授为首席科学家的国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“新一代通信光电子集成器件及光纤的重要结构工艺创新与基础研究”(项目编号：2003CB 314900)中课题一“单片集成光电子器件的异质兼容理论与重要结构工艺创新”(项目编号：2003CB314901)、任晓敏教授承担的国家自然科学基金“光信息功能材料”重大研究计划重点项目“GaAs、InP基功能楔形结构材料工艺研究及在新型光电子器件中应用”(项目编号：90201035)展开的。 新一代光纤通信系统的发展必然要以新型通信光电子集成器件作为支撑。而通信光电子集成器件研究所面临的最突出问题是半导体材料兼容、结构兼容和工艺兼容，其中如何实现半导体材料异质兼容最为重要。本论文围绕着光电子集成中的大失配异质兼容(异材料系兼容)问题开展了大量研究工作，并已取得以下主要研究成果： 1．采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势计算程序CASTEP，在周期边界条件下的k空间中，系统地对BP、BAs、BSb的晶格常数，体变模量，能带结构进行了计算机模拟。充分考虑了DFT对能带带隙低估的这一缺点，对它们的能带带隙进行了修正。研究结果表明：它们都为间接带隙材料，能带结构表现了不同于其他大多数Ⅲ-Ⅴ材料的能带结构，在Γ点导带底带有反键p态特征，与Si材料分享这一相同特征。 2．计算了BInAs、BGaAs等十一种三元系材料Γ点的bowing参数。发现含硼的三元系化合物半导体材料的bowing参数很大，最小的为BInAs的3.5eV，最大的为BPSb的10.83eV，较大的bowing参数为能带的裁剪提供了先决条件，也为预测四元系化合物材料Γ点能带带隙铺平了道路。 3．形成了新型材料系预测理论的初步框架，理论预测了BInAlAs／GaAs、BInGaAs／GaAs、BGaAsSb／GaAs和BGaPSb／Si四种材料