GaN及其三元化合物在制备高亮度蓝光、绿光和白光LED，短波长激光器，紫外光探测器和高温电子器件等方面有着广泛的应用，与之相应的物理和技术的研究，开创了第三代半导体材料与器件研究的新领域。　　本论文工作以发展氮化物蓝光LED为目标，对GaN及其三元化合物材料的MOCVD生长、性质及遇到的相关物理问题和工艺进行了研究。　　首先在探索氮化物优化生长条件的同时，逐步完善和发展了适合于氮化物生长的MOCVD反应室，并获得国家发明专利;通过运用Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的缺陷热力学模型计算了GaN中的本征缺陷浓度，结合实验上GaN的背景载流子浓度与晶体中的结构缺陷关系的研究，首次提出了当载流子浓度大于2×1017cm-3时，结构缺陷是GaN中高背景载流子浓度主要来源，而当其小于2×1017 cm-3时，N空位才可能成为它的主要来源的观点;通过减少结构缺陷和氮空位，得到了高质量的GaN，其背景载流子浓度为3.8×1016 cm-3、迁移率达到537 cm2/Vs、RBS沟道谱与随机谱的产额比小于2％、XRC的半峰宽为5.4 arcmin。Mg掺杂并经过退火后得到空穴浓度高达7×1018 cm-3的P型GaN。以上材料指标均达到或接近国际先进水平;微区Raman散射显示了GaN微结构缺陷不均匀对声子频率的影响。70-800K的变温Raman散射表明无支撑GaN和附着Al2O3衬底上的GaN的声子都随着生长温度的升高，频率降低，线型展宽，通过比较，首次观测到了热应力对声子频率的各向异性的影响;生长了Al组分在0～1之间的AlGaN薄膜，并用于LED的限制层。AlxGa1-xN薄膜的声子频率随组分线性变化，具有单膜行为;深入研究了InGaN薄膜的生长机理，生长条件对材料质量、In组分和性质的影响，生长出了In组分在0～0.31之间的高质量的InGaN薄膜;理论上计算了InGaN混溶隙，发现应力使混溶隙变小，导致在通常生长条件下可能得到任意In组分的InGaN薄膜，实验上观测到了应力对相分离的影响;首次观测到了InGaNA(1)(LO)模式声子随In组分的线性变化关系;Si适当掺杂能改善InGaN有源层的发光特性。在优化条件下，Zn掺杂把InGaN层的发光波长移到蓝光区，发光强度增加30多倍，其发光峰被变激发强度和变温PL谱证实为导带到Zn受主能级的跃迁;首次提出了高温下获得高发光效率的Si和Zn共掺杂InGaN有源区的方法，把InGaN发光效率提高约100倍，该技术已申请国家发明专利。并通过低温PL谱、变激发强度PL谱和时间分辨PL谱，证实了其发光机制为较近距离的DA对复合;制备出了国内第一只双异质结蓝光发光管(LED)。