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宽禁带Ⅲ-V族氮化物半导体由于其材料具有禁带宽度大、电子迁移率高、介电常数小、电子有效质量较小等特性，在光电子领域有着重要的应用前景。在过去多年中，氮化物半导体材料的结构研究主要是超晶格量子阱结构，其性能在不断完善的工艺技术支持下有很大的发展空间。量子阱作为许多光电器件的核心功能部件，其最重要的应用是作为光电器件的有源层，束缚载流子并进行量子能级的跃迁和复合，量子阱的结构设计和生长影响着光电器件的各种性能。然而，氮化物量子阱异质界面处有着强烈的极化效应，极化效应引起的内建电场使得量子阱能带发生弯曲并进一步影响着量子阱的光电性质。因此调控量子阱中的极化场对能带弯曲的影响对于改变器件的性能起到了至关重要的作用。 本文基于氮化物量子阱的基本性质，从理论计算和实验生长两方面系统研究了AlGaN量子阱并通过引入Si原子来探索掺杂对其内部场的调制以及光电性质的影响。在理论上，采用第一性原理构建AlGaN量子阱原子模型并预测其物理特性，结合理论模拟结果，利用MOVPE技术外延生长AlGaN量子阱并对材料进行相应的表征。具体研究内容如下: 在理论计算中，利用VASP软件包构建模拟AlGaN量子阱原子模型，并在阱层和垒层的不同位置掺杂Si原子来探索掺杂对量子阱的极化场、能带结构、能级排布、载流子分离的影响。从模拟结果，可以看出对于非掺杂量子阱，极化效应引起的能带弯曲造成导带底和价带顶被分别局域在阱内相反的两个界面，使得载流子发生空间上的分离。掺入一个Si原子后，被代替的原子周围会多出一个电子并形成一个负电中心，宏观势曲线受这个负电中心作用而下降，导致局域宏观势的偏移。不同的掺杂位置有不同的偏移，这使得内部场得到调制，从而进一步影响能带的弯曲以及电子和空穴的分布情况。在几种不同的掺杂位置中，阱中掺杂Si原子能使电子与空穴主峰值的空间距离大大降低，量子能级之间的交叠程度得到了大幅提高，一定程度上提升了量子能级间的跃迁几率。因此阱中掺杂Si原子是克服量子阱内电子空穴空间分离效应的一种有效途径，有利于提高复合效率和发光效率。 在实验中，采用MOVPE技术在蓝宝石(0001)面衬底生长了的AlGaN量子阱。在外延量子阱之前，采用AlN缓冲层来提高外延晶体质量;采用脉冲原子层外延技术来增强原子的表面迁移率，降低内部张应力，使表面平整度达到原子尺度;采用生长中断技术控制生长表面的平整度从而获得较陡峭的异质界面。在性能测试上，利用光致发光谱(PL)和电致发光谱(EL)对样品进行表征，获得波长约为298nm紫外发光峰，发光强度明显，发光峰狭窄，表明外延效果较好。接着在未掺杂量子阱的势阱内进行Si原子的δ掺杂，光致发光谱表明，对势阱进行δ掺杂的发光峰强度比未掺杂的有明显的增强，进一步验证了理论模拟的结果。因此对势阱进行δ掺杂有助于提高量子阱的发光性能。