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本文采用分子束外延(MBE)方法在半绝缘GaAs(001)衬底上经优化生长条件制备了GaAs/Al0.37Ga0.63As超晶格薄膜。在高温下对薄膜进行了快速退火热处理,利用光致发光谱(PL)以及双晶X射线衍射(DXRD)方法揭示了GaAs/Al0.37Ga0.63As超晶格界面处Al原子的扩散行为,并通过PL和DXRD数据分别计算出了超晶格界面处原子的扩散长度,最后阐述了界面扩散行为对GaAs/Al0.37Ga0.63As红外探测器探测性能的影响,论文主要包括如下四部分内容:第一章介绍了国内外GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的发展概况,超晶格材料的外延生长方法以及超晶格材料的界面间扩散理论。第二章介绍了MBE工艺过程、样品生长的工艺参数、样品的快速退火热处理过程以及界面扩散研究的测试方法。第三章是界面扩散的实验研究和理论分析。将MBE方法制备的GaAs/Al0.37Ga0.63As超晶格材料,分别在650℃、800℃、850℃下进行快速退火热处理60s,并在77K下进行了光致发光以及双晶X射线衍射的测量。PL谱观测发现,光谱峰位(E1-H1跃迁)随退火温度的升高向高能方向移动,其中650℃下退火的试样光谱峰位与退火前相比基本不变;双晶X射线衍射实验发现,随退火温度的升高,衍射峰强度逐渐下降,其中650℃下退火的试样衍射峰强度与退火前相比基本不变。理论上,对PL谱和DXRD实验结果分别进行了分析计算,给出了不同退火温度下的界面间扩散长度,二者计算结果基本吻合。第四章从理论上探讨了GaAs/Al0.37Ga0.63As超晶格界面扩散行为对红外探测性能的影响。采用Kronig-Penny模型和二子能带模型数值模拟分析了退火前后GaAs/Al0.37Ga0.63As超晶格的电子能级结构的变化规律。研究表明,退火后GaAs/Al0.37Ga0.63As超晶格材料的红外探测波长可从7.73μm移动至8～14μm大气窗口内。