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本文用经验赝势法计算了InSb的电子能带结构和光学声子的频率，理论结果与实验结果很好地符合。采用两步生长法在大失配的GaAs衬底上生长了高质量的InSb薄膜。研究了低温InSb缓冲层厚度、高温层的生长温度和Ⅴ/Ⅲ比对InSb薄膜晶体质量的影响；研究了InSb/GaAs量子点的生长工艺，用原子力显微镜研究了InSb/GaAs量子点的表面形貌；研究了Sb作为表面活化剂对含Al化合物的异质界面质量的改进作用。另外，系统地研究了Ⅴ族元素(As、P；As、Sb)耦合比例与生长条件的关系，揭示了Ⅴ族元素耦合的热力学和动力学规律。主要研究内容和结果如下：
1.用经验赝势法计算了InSb的电子能带结构、电子的有效质量、光学声子的频率和折射率，理论计算结果和实验结果很好地符合，证明了经验赝势法对描述InSb材料的能带结构是有效而实用的方法。
2.由于InSb在GaAs衬底上是大失配生长(14.6％)，先低温生长缓冲层后高温生长InSb薄膜(两步生长法)对大失配外延来说是一个有效的生长方法，能够有效的降低外延层的位错密度。理论计算了InSb在GaAs衬底上的临界厚度是9A。通过利用拉曼光谱的相干长度模型、X射线三轴晶的ω扫描的半蜂宽、原子力显微镜测量表面粗糙度，分析了不同的低温层厚度、高温层的生长温度、Ⅴ/Ⅲ比对晶体质量的影响。发现当低温缓冲层的厚度为30nm、高温层的生长温度为400℃、Ⅴ/Ⅲ比为2时，InSb材料的晶体质量最好。在GaAs衬底上自组织生长了不同原子层(ML)厚度的InSb量子点，对InSb量子点进行了原子力显微镜(AFM)测量，获得了高密度和尺寸均匀性较好的量子点。
3.通过室温和低温荧光光谱研究了Sb作为表面活化剂对AlAs/GaAs多量子阱光学特性的影响。发现Sb作为表面活化剂可以改善AlAs的界面粗糙度和晶体质量。对生长高Al组分的Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物有重要意义。
4.研究了Ⅴ族元素间的耦合关系。用非平衡热力学模型研究了固态源MBE生长GaAsSb/GaAs中As和Sb的耦合行为，Sb的耦合效率比As大，我们发现计算结果很好地与实验数据一致。与平衡热力学模型比较，非平衡热力学模型是与Ⅴ/Ⅲ比无关，因此，它能很好地描述MBE生长过程。另外，用传统的MBE生长扩散模型研究了GaAsP三元合金中As和P的耦合行为。由于As比P有更长的表面寿命和迁移长度，As的耦合效率比P大得多。但当As束流增加，As-As间的竞争增加，导致As的表面寿命减小和As的组分饱和。