发光二极管（LED）作为一种新型光源,因其寿命长、功耗低、环境友好等优点,已引起相关研究人员的广泛关注和极大兴趣。根据实现方式的不同,白光LED可分为三种类型:荧光粉转换型白光LED、多芯片封装型白光LED和单片集成型白光LED。单片集成型白光LED既可以避免荧光粉转换型白光LED中存在的斯托克斯能量损耗问题,又可以避免多芯片封装型白光LED中存在的光色漂移问题,因此是未来白光LED照明的发展方向。而InGaN作为第三代半导体材料,凭借其带隙可调范围广（0.7-3.44 eV）,相应发光波长能够覆盖整个可见光范围的优势,成为制备单片集成型白光LED的理想选择（理论上,可把有源区设计成分别发射蓝、绿、红光的InGaN叠层结构来获得白光）。目前,短波长（如蓝光）InGaN/GaN多量子阱（MQW）基LED的外量子效率（EQE）已超过80%,并已实现商业化应用。然而,随着In组分的增加（即发光波长逐渐增加）,InGaN/GaN MQW基LED的EQE却显著下降,并且这已成为单片集成型白光LED实现的最大制约因素之一。因此,为了实现高效率、长波长InGaN/GaN MQW基LED的制备,并利于其商业化应用,我们基于短波长（蓝光）InGaN/GaN MQW基LED其较为成熟的制备工艺（包括生长工艺和结构参数）,通过不断优化或改进这些工艺参数,来达到了逐步增加其发光波长、提高其发光效率的目的。如,通过研究阱层生长速率（Rwell）和阱层生长温度（Twell）对InGaN/GaN MQW蓝光样品发光特性的影响规律,获取了改善样品发光性能的经验,为下一步提高长波长InGaN/GaN MQW样品的发光效率提供实验和理论参考;通过适当降低阱层和垒层生长温度以增加InGaN阱层中的In组分,制备了具有较长发光波长（绿光）的InGaN/GaN MQW样品,并分析了Twell对绿光样品发光特性的影响,为制备更长波长的InGaN/GaN MQW样品提供借鉴;在综合分析蓝、绿光样品的相关研究结果基础上,通过利用能带工程和应力调控（如在有源区中导入低温插入层（LTIL））,并进一步降低阱层和垒层生长温度,制备了具有更长发光波长（红光）的InGaN/GaN梯形MQW（TMQW）样品,并研究了 LTIL对其发光特性的影响等。本文主要研究内容如下:1.Rwell对InGaN基蓝光样品发光特性的影响制备了多个具有不同Rwell的蓝光样品。样品发光谱的温度依赖性测试结果表明,在我们的研究范围内,所有样品的阱层中都包含两个相（富In团簇和InGaN母体）,并且随着Rwell的增大,样品阱层中富In团簇与InGaN母体的态密度之比增大、两个相的局域深度都更均一、发光的内量子效率（IQE）逐渐增加。这是由于在InGaN阱层生长过程中,增大Rwell会缩短上表面暴露于反应腔气氛中的时间,使表面上的In原子没有足够的时间从富In团簇向周围的InGaN母体迁移,从而抑制了富In团簇的解离、每个相中的组分波动以及非辐射复合中心的产生。2.Twell对InGaN基蓝光样品发光特性的影响制备了多个具有不同Twell的蓝光样品。样品发光谱的温度依赖性测试结果表明,在我们的研究范围内,Twell的降低会导致样品阱层结构由单区域结构向双区域结构转变。这主要是由于Twel1降低所引发的In组分增加导致了阱层组分波动的增强。此外,我们还发现,ⅰ)低Twell样品的这种双区域结构特征还导致了其EQE在中等电流密度下展现出不寻常的“M形”温度依赖行为。该行为主要与两个区域间的界面缺陷有关:当载流子穿过这些界面时,界面处的缺陷会作为非辐射复合中心捕获载流子,从而造成光能的显著损失;ⅱ)与高Twell蓝光样品相比,低Twell蓝光样品表现出了较高的室温EQE,这归因于其较强的载流子局域效应对非辐射复合的抑制作用。3.Twell对InGaN基绿光样品发光特性的影响制备了多个具有不同Twell的绿光样品。样品发光谱的激发功率依赖性测试结果表明,在6K和低激发范围的条件下,本研究所涉样品的发射过程均受到载流子散射效应和库仑屏蔽效应的共同支配,并且与高Twell样品相比,低Twell样品应当有更强的载流子散射效应和库仑屏蔽效应。这是因为,与高Twell样品相比,由于低Twell样品的阱层具有较高的In组分,这导致了较强的组分波动和较大的阱/垒晶格失配,因此诱发了较强的载流子局域效应和量子限制斯塔克效应（QCSE）。此外,我们还发现,在我们的研究范围内,随着Twell的降低,IQE在低激发功率下逐渐增加;而在高激发功率下逐渐降低。前者归因于其较强的载流子局域效应,而后者则归因于其较多的与缺陷相关的非辐射中心。4.有源区中LTIL对InGaN基红光样品发光特性的影响制备了两个具有不同LTIL（GaN LTIL和AlN LTIL）的红光InGaN/GaN TMQW样品。样品发光谱的激发功率和温度依赖性测试结果表明,AlN LTIL样品的阱层中发生了相分离（富In QDs和InGaN母体）,而GaN LTIL样品的阱层则表现为显著且无序的组分起伏。同时,与后者相比,前者还展现了更好的结构质量、更显著的载流子局域效应和更高的IQE。这可以被解释如下:与GaN LTIL相比,由于AlN LTIL具有更稳定的Al-N键和应力补偿作用,在包含富In量子点的InGaN阱层上生长的AlN LTIL不仅可以降低样品中的位错密度,还可以阻止In原子从富In量子点向InGaN母体和/或从InGaN阱层向GaN垒层扩散,因此抑制了量子点的退化、局域效应的减弱和非辐射复合中心的产生。