通常高铟InGaN材料的晶体质量差，非辐射复合率高。此外，由于InN和GaN之间有较大的晶格失配，在GaN极性面上生长InGaN有源层时引起的应变会产生强的内建极化场，导致有源层内电子-空穴空间分离，大幅降低辐射复合率。并且InGaN有源层的铟组分越高，极化场的负面影响越严重。针对有源层晶体质量和极化场的问题，我们采用表面/界面改性手段改善InGaN有源层的晶体质量，削弱有源层的极化场，提高其内量子效率。本文工作简要概括如下:　　1)在半极性/非极性面上外延InGaN有源层可降低/消除极化场对发光的负面影响。本工作通过微掺硅改善GaN初始成岛，形成具有较大光滑斜面（半极性面）的GaN准锥状岛。由于GaN的初始成岛通常具有较小的岛间合并几率，因岛间合并产生的位错得到抑制，岛的晶体质量较高。在该模板上外延InGaN有源层，研究InGaN材料在岛上的生长行为和发光特性。空间分辨的扫描电子显微镜-阴极荧光图像显示，岛上发光较强，而非岛区则发光很弱，说明InGaN材料倾向于在岛上生长而几乎不在SiNx处理的非岛区生长。阴极荧光全光图像显示岛的顶部发光强，这归因于岛顶端富铟量子点对载流子的局域作用。同时，扫描透射电镜也证实GaN岛顶部有量子点的存在。光致发光谱显示岛上有源层为多色发光，并发现423nm、456nm和485nm分别来自于斜面、较窄上表面（极性面）和富铟量子点的发光。表面改性后，GaN岛的斜面总面积较大，且半极性面所受的压电极化场作用较弱，因此斜面发光较强。此外，通过形成量子点可实现应力弹性释放或再分布并抑制缺陷的产生，降低非辐射复合率;且量子点对载流子具有良好的局域作用，可有效增强辐射复合率。再者，GaN岛上的有源层是多色发光，为实现单片无荧光粉的白光提供一条可能的途径。　　2)在GaN极性面上生长InGaN材料时，其内建极化场会大幅降低InGaN有源层的内量子效率。极化场的强弱是由量子阱结构中阱垒界面处的极化电荷密度决定。通过界面改性降低界面处的极化电荷密度可降低极化场强度，提高量子阱发光效率。本工作利用Mg预处理对GaN-to-InGaN界面进行改性，Mg离化产生的空穴可将此界面处的部分压电极化负电荷中和，降低界面极化电荷密度，削弱压电极化场和量子限制斯塔克效应。结合X射线光电子谱和扫描透射电镜表征发现Mg的界面改性会导致InGaN材料生长更快且阱中In组分分布更均匀，同时In的掺入效率降低;还发现阱中相分离、应力弛豫和相关缺陷的产生得到明显的抑制。由于Mg原子倾向于在位错坑附近聚集，抑制了InGaN在该区域的生长，在沟槽内形成较薄的阱层。而薄阱所形成的高表面势垒可有效地阻止载流子迁移到位错中心位置进行非辐射复合。总之，Mg预处理实现高铟InGaN有源层发光增强可归因于:(1)Mg预处理减小了GaN-to-InGaN界面的极化电荷密度从而有效地削弱压电极化场和抑制量子限制斯塔克效应，提高了载流子在有源层内的辐射复合率;(2)Mg预处理能抑制InGaN相分离和应力弛豫现象，提高InGaN有源层材料的晶体质量;(3)沟槽内的薄阱所形成的高表面势垒可限制载流子迁移到位错中心位置进行非辐射复合，提高了量子阱的发光效率。