本文主要是开展AlGaN基的紫外发光二极管的研究。紫外发光二极管有许多重要的应用领域例如水净化,自由空间非线性光通信和荧光探测生物系统。目前的研究发现紫外发光二极管效率都很低,原因是低内量子效率,低载流子注入效率,低光输出效率,或者是这三种原因的结合。本文重点研究在蓝宝石上生长的AlGaN材料存在的位错缺陷以及低内量子效率和低载流子注入效率问题。为了提高内量子效率,本文研究了在AlGaN量子阱能带结构中的势能扰动。势能扰动原理是AlGaN横向生长的不均匀或是部分AlGaN有序,有序的AlGaN比起无序的AlGaN有更小的能带间隙。注入有源区的电子和空穴对集聚在最小电势处和形成激子,这样就可以避免电子和空穴在缺陷区域发生移动和非辐射复合。为了提高低载流子注入效率,本文优化了外延材料结构。p型电子阻挡层中的Al材料组分是0.18能有效地提高阻挡电子从有源区泄漏到p-GaN的效率。通过生长一个超过2μ厚的AlN缓冲层,2μm厚AlN能明显减少掺Si的n型AlGaN层的破裂从而提高其电子注入效率。