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稀铋Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物指的是在传统的Ⅲ-Ⅴ族化合物中掺入少量的铋原子而形成的新型半导体合金。铋原子是Ⅴ族元素中原子半径与原子质量最大的元素，作为等电子杂质掺入Ⅲ-Ⅴ族半导体材料，但由于与宿主原子之间有较大电子云交叠，因而对能带有较大调制作用，产生独特能带收缩效应，稀铋化合物材料在中红外半导体光电器件中有着良好的应用前景。论文介绍了稀铋Ⅲ-Ⅴ族半导体的研究进展与应用，并阐述了本论文的主要研究对象新型稀铋半导体InPBi材料的基本物理性质及相关研究。本文采用微区偏振拉曼散射光谱测试、变温霍尔测试与第一性原理模拟计算等方法，分别对一系列不同铋组分的InP1-xBix材料的晶格振动、电学输运等基本物理性质进行了研究，主要内容有: 1.利用微区偏振拉曼散射光谱仪研究了分子束外延(MBE)生长的稀铋半导体InPBi材料的晶体结构、晶体振动以及掺杂均匀性等方面的信息以及铋掺杂对其性质的影响。通过对InPBi外延样品较宽波数范围内(80-700cm-1)拉曼光谱研究，发现:InBi-like晶格振动特征峰出现在低频区，表明掺入的铋原子进入了晶格，而且主要是通过替代磷原子而与铟原子成键的方式;InP-like纵波光学支(LO)、横向光学支(TO)晶格振动模式出现在中频区，揭示了InPBi外延层样品的晶体结构为闪锌矿结构;高频区则出现了InP-like LO、TO晶格振动双声子峰，表示晶体有序度较高。进一步，比对了一系列不同铋组分x的InP1-xBix外延层样品的高分辨拉曼光谱，发现Bi组分增加会导致InBi-like晶格振动特征峰的峰强线性变大，并使InP-like LO晶格振动特征峰峰位随之减小。同时，高分辨拉曼散射光谱使得可以分辨出InP-like TO振动特征峰附近的纵向光学支声子-等离子体耦合峰(LOPC)，揭示了InPBi外延层样品中有较大浓度的自由载流子。 2.制备了霍尔器件，通过变温霍尔测试，系统地研究了一系列不同铋组分(0≤x≤2.41％)InP1-xBix样品的电学输运特性。结果表明所有样品均具有n型导电特性，其电子浓度高达1017～1018cm-3量级并与温度呈弱相关性，且其载流子浓度随着铋组分的增加先降低而后升高，迁移率与铋组分关系则恰好相反。进而采用第一性原理模拟计算分析了样品中潜在的施主杂质，指出样品中的本征缺陷磷替位PIn杂质与磷空位VP杂质是主要施主，且其浓度与铋组分有着很强的浓度相关性，这最终导致了样品载流子浓度随铋组分的非线性变化关系，与我们的实验结果相印证。