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Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体是制作固体发光器件的重要材料。随着与氮有关的化合物半导体在短波发光器件（如蓝色发光二极管和紫色激光器件等）方面的巨大应用潜力和发展，GaPN作为一种新型的含氮Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料，其光电性质引起了人们的关注。早在二十世纪六十年代，Thomas等人就发现在GaP:N中，存在一系列尖锐谱线。这些谱线来自于等电子杂质N形成的束缚激子态（孤立N中心和NNi对）辐射复合产生的零声子线及其声子伴线。GaP:N中等电子陷阱的形成，使其电子和空穴的复合几率大大增加，从而提高了其GaP的发光效率。在这几十年中，人们已经对低掺N([N]:1015cm-3～1019cm-3)的GaP等电子杂质体系进行了广泛而深入的研究。然而要在GaP中实现高浓度的掺氮并不容易。这主要是由于GaP和GaN之间较大的物理特性的差异，特别是晶格结构和晶格常数的差异，使得GaP和GaN存在较大的可混溶性间隙，从而难以生长高质量的高掺氮的GaP材料。直到近年来，由于材料生长技术的进步，人们通过MOVPE和MBE等材料生长方法，在非平衡条件下（如高温生长）才获得了浓度高达1020～1021cm-3的掺杂，材料的发光也由等电子陷阱中心束缚激子的一系列分裂的尖锐谱线向宽带过渡，该材料通常又被称为GaPN混晶体系。人们研究发现，GaPN混晶具有一些独特的光电性质，例如其带隙不是GaP和GaN的线性内插值，而是存在着较大的带隙降低和巨大的带隙弯曲系数，因此GaPN混晶又被称为“反常”混晶，从而引起了人们越来越多的关注，并成为当前的一个研究热点。作为本论文的主要部分（即第一部分），将利用多种实验方法对GaP1-xNx混晶的光学性质进行较全面的研究。 而另一类半导体材料GaInP、AlGaInP由于可用于制备激光二极管和太阳能电池，具有广泛的应用前景。本论文主要收录对其发光瞬态特性的分析（第二部分）。 第一章主要回顾了将近四十年来人们对GaP:N等电子杂质体系的研究历史和对高组分下GaPN混晶的研究现状。介绍了在杂质极限下的GaP:N体系的发光特性及等电子束缚激子的束缚机制等问题，这些问题有助于理解高组分下GaPN混晶的发光性质及机制。 第二章主要测试了GaPI一Nx（x=。.05%3 .1%）混晶的光致发光特性随组分x和温度的变化。一方面，得到了GaPI.xN:混晶从低N组分下的NN.对中心的发光到高组分下形成杂质带的演变。另一方面，直接观测到了没有混杂其它NN。对中心发光的NN3束缚激子的零声子线及其声子伴线，并得到了NN3的所有声子伴线（L0、LA、TA）的S因子在约20K卜50K范围内与温度的关系。证实了GaP:N中激子与声子的祸合完全符合黄昆的多声子光跃迁理论，从而澄清了历史上曾经一度引起争议的问题。 GaPI.xN:的发光谱在低组分下由尖锐的NN。线及其声子伴线组成，随着组分x的提高，这些尖锐的的谱线逐渐展宽，并向低能端移动，在这个过程中，激子的能量传输起着重要作用.当组分提高到1.3%时，混晶的发光峰完全由一个有着很长的低能带尾的宽带组成，随着组分的提高，这一宽带发光峰向低能端移动。我们认为，GaP卜IN:的带隙随着N组分增加而大大地降低（即发光峰向低能端的移动），起源于NNi对及其它N杂质态之间相互作用形成的杂质带，该杂质带延伸到NN:以下，构成了混晶新的带边。从GaPI一N:的PL中，我们还看到在组分高达3.1%的样品中不但在低温下具有相当强的发光强度，而且在接近室温下仍然有着相当强的发光强度。对其变温 PL谱的研究还发现，在NN:的声子伴线区域呈现出的异于多声子光跃迁理论的现象，说明在该区域可能存在着其它的N杂质态。或许正是这些杂质态的存在，降低了样品的热激活能。在组分从x=0.24%到x绍.1%这样大的范围内，各样品的激活能大约都在2035mev之间，相差不大。 同时，在较低组分（x月.12%）的样品中，直接观测到了NN，零声子线及其声子伴线，并得到各声子的能量，与以前的间接实验相比，提供了直接的证据，证实了NN3束缚激子具有与NN:和孤立N中心完全相似的声子伴线。并且通过变温实验，对NN3束缚激子与声子的祸合进行了研究，不仅得到了NN3的LO声子的S因子与温度的关系，还得到了NNJ的TA和LA声子的S因子与温度的关系，与以前的间接研究NN3的激子与声子的祸合相比，这是最为直接地得到了更加全面的证据，证明了在GaP:N中束缚激子的各声子伴线具有与零声子线完全相同的热碎灭规律，且各S因子在误差范围内均与温度无关，证实了GaP:N中激子与声子的祸合完全符合黄昆的多声子光跃迁理。 第三章进行了GaP卜IN:混晶的喇曼散射实验。得到了样品的一级和二级喇曼散射谱。在一级喇曼散射谱中，得到了GaP的LO（P）声子峰和强度较弱的禁戒的TO（P）模，还观测到了在495cm-，处的N的局域模和在387 cm一，处的由N导致的LO（N）声子模。同时在高组分的样品中还得到了N束缚激子的“X”声子伴线，我们的实验说明，在非共振条件下的喇曼散射中，要观测到在PL谱中的“X”声子伴线的声子模，必须要有相当高的N组分。在二级喇曼散射谱中，除了来自布里渊区中心的声子散射峰2L0（r）