本文采用导模法生长技术，成功制备了高质量掺Si氧化镓(βGa2O3)单晶，掺杂浓度为2×1018 cm-3。晶体呈现淡蓝色，通过劳厄衍射、阴极荧光(CL)及拉曼测试对晶体的基本性质进行了表征，结果表明晶体质量良好。紫外透过光谱证明该晶体的禁带宽度约为4.71 eV。此外，在剥离衬底上，采用电子束蒸发、光刻和显影技术制备了垂直结构的肖特基二极管，平均击穿场强 EAva为2.1 MV/cm，导通电阻3 mΩ·cm2，展示了优异性能。

由于InN材料具有各向异性的特性, 其电子迁移率沿c轴(Γ-A方向)和底面(Γ-M方向)不同, 同时, 其负微分电阻率在不同晶向上也不同。利用Farahmand Modified Caughey Thomas(FMCT)迁移率模型描述了InN材料在不同晶向上的电子输运特性, 利用文中提出的参数提取方法分别提取了InN在不同晶向上的FMCT模型参数。为了将InN材料的各向异性特性应用于耿氏(Gunn)二极管的制作, 使用Silvaco-atlas半导体仿真软件对纤锌矿InN n+nn+和n+n-nn+两种结构的耿氏二极管进行数值仿真, 对沿两个晶向上制作的InN耿氏二极管的输出特性进行了比较。结果表明: InN耿氏二极管沿Γ-A方向比沿Γ-M方向获得的频率和转化效率更高。InN材料沿Γ-A方向更适合制作耿氏二极管, 该研究为制作InN耿氏二极管提供了参考。

为了获得优异的钙钛矿材料，本文系统地研究有机-无机杂化钙钛矿材料(CH3NH3PbI3)的电子结构和光学特性，同时探究了空位缺陷对其光学性质的影响。首先，采用Materials Studio软件构建本征钙钛矿材料的电子结构，并基于广义梯度近似的方法(GGA)和Perdew-Burker-Ernzerhof (PBE)泛函，优化其电子结构并计算本征钙钛矿材料的电学和光学特性。通过采用范德华力修正，解决了密度泛函理论低估带隙的问题，得到准确的带隙。其次，研究不同的空位缺陷(Pb空位和I空位缺陷)对钙钛矿材料的电子结构的影响，并计算其能带、态密度和光学性质。最后通过对比本征钙钛矿材料和空位缺陷的钙钛矿材料特性，从微观机理研究空位缺陷对其光学性质的影响。结果表明: 本征钙钛矿材料带隙为152 eV，这与实验测得的带隙值基本吻合; 同时研究发现Pb空位缺陷会导致钙钛矿呈偏P型材料; I空位缺陷会导致钙钛矿呈偏N型材料。空位缺陷能够有效地改变钙钛矿材料的介电函数和光吸收谱，对于钙钛矿材料的研究及在光电器件领域的应用具有重要的理论价值。

钙钛矿材料不仅具有载流子扩散长度长、可调节带隙宽、光吸收效率大等优点，并且其原料储量十分丰富，沉积过程所需的形成能较低，制备工艺可兼容大面积制造技术。总之，低生产成本、高转换效率和宽应用领域等优点使钙钛矿太阳能电池可与硅基太阳能电池相媲美，在能源生产中优势十分明显。在现阶段的钙钛矿研究中，高稳定性和大制备面积是钙钛矿光伏技术的研究热点，也是亟待突破的难点。本文综述了近年来采用印刷技术制备钙钛矿太阳能电池的原料组成、工艺控制等方面的研究进展，简述并比较了各种印刷技术的优点与局限性。重点讨论了钙钛矿太阳能电池印刷制备时需要考虑的因素，并列举了对于改善钙钛矿太阳能电池薄膜性能不同制备方法的尝试，评价了对于提高器件稳定性及工业生产适用性所采取的一些策略。

使用熔融的KOH在高温下对c面蓝宝石衬底进行不同时间的腐蚀, 借助扫描电镜、原子力显微镜对衬底表面进行了表征, 然后利用金属有机物化学气相沉积设备在不同腐蚀时间的衬底样品上进行了GaN材料的外延生长。通过X射线衍射结果比较了两组衬底上外延材料的质量, 利用原子力显微镜结果对外延层表面形貌进行了分析, 最后论述了腐蚀时间的调整对蓝宝石衬底上外延生长氮化镓质量的影响机理。

利用方势阱模型对InxGa1-xN/GaN MQWs结构的光特性进行了量子力学定性理论分析.并在MO源流量恒定条件下,在570℃～640℃范围内进行了不同生长温度的多量子阱制备实验,对InxGa1-xN制备过程中的In组份掺入效率的温度依赖关系进行研究.通过对制备样品的PL谱测量分析,得到了587℃～600℃的In组份最佳掺入温度区间.