亚微米尺寸金属电极在高电子迁移率晶体管( HEMT)等半导体电子学器件中有重要应用，其制作是器件制作中的关键工艺，对器件性能有着重要影响。本文选择合适的涂胶旋转转速、烘烤温度(180℃)和时间，可以有效地减少电子束曝光后所产生的气泡。通过对聚甲基丙烯酸甲酯/聚二甲基戊二酰亚胺(PMMA/PMGI)双层胶进行电子束曝光和显影，确定了合适的曝光剂量为550 μC/cm2。通过调整显影液配比，并将显影时间控制在合理范围，获得了光滑完整的 PMMA/PMGI双层光刻胶曝光图形。开发了双层光刻胶电子束曝光工艺，制备出宽度为 200 nm的金属电极。

为研究制作 THz频段下工作的肖特基二极管器件，系统研究了平面肖特基二极管的制作工艺。通过分子束外延 (MBE)生长了掺杂浓度分别为 5×1018 cm -3的缓冲层和 2×1017 cm -3的外延层，并研究温度对厚度的影响，使得膜层厚度控制良好，晶格完整。通过参数控制，减小了等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)的 SiO2钝化层应力，使压指结构的翘曲情况得以改善。研究了不同退火温度下欧姆接触的情况，使接触电阻率减小到 0.8×10-7 Ω/cm2。用电子束光刻和干法刻蚀制作了亚微米级的阳极区域，结合 GaAs湿法刻蚀的速率控制，完成了表面沟道的制作，制作出完整的平面肖特基二极管。通过 I-U曲线理论计算，二极管的截止频率达到太赫兹量级，为后续工作奠定了基础。

基于束缚态到连续态跃迁有源区能带结构,实现了2.5 THz量子级联激光器的连续波工作。激光器的输出频率随电流可在2.45~2.47 THz之间可调,在连续波工作模式下的最高输出功率大于6.0 mW,最高连续波工作温度为60 K,阈值电流密度为120 A/cm²,经Si透镜整形后的输出光斑为高斯分布。

为了满足移动式量子级联激光器太赫兹(QCL-THz)全息成像仪大视场高空间分辨率的技术需求，设计了预放大同轴数字全息光路结构，显微物镜数值孔径为0.707或0.8，放大倍数为6倍，最佳工作距离为15 mm。采用波长为96.8 μm的QCL光源，该光路结构能实现10 mm的视场，优于100 μm的空间分辨率。

采用半导体光刻技术在硅衬底上获得图形化掩膜,然后用热化学气相淀积(T-CVD)的方法制备了图形化的碳纳米管线阵列,用扫描电镜和拉曼光谱仪对碳纳米管进行了表征。研究了图形化碳纳米管线阵列的场发射特性,并与无图形化处理的碳纳米管薄膜样品的场发射特性进行了比较。当发射电流密度达到10 μA/cm2时,无图形化处理的碳纳米管薄膜、10 μm碳纳米管线阵列以及2 μm碳纳米管线阵列样品的开启电场分别为3 V/μm、2.1 V/μm和1.7 V/μm;而当电场强度达3.67 V/μm时,相应的电流密度分别为2.57 mA/cm2、4.65 mA/cm2和7.87 mA/cm2。 实验结果表明,图形化处理后的碳纳米管作为场发射体,其场发射特性得到了明显的改善。对改善的原因进行了分析和讨论。

采用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)技术,在掺Fe的半绝缘InP衬底上制备了InAs0.157P0.843外延层。利用变温光致发光研究了InAs0.157P0.843外延层在13~300 K温度范围内的发光特性,通过理论分析与计算,证实了在应力作用下InAs0.157P0.843外延层价带顶的轻重空穴带发生了劈裂,并研究了导带底与价带顶轻空穴带之间形成的复合发光峰在应力作用下随温度的变化规律。