氮化镓（GaN）基材料（包括InN、GaN、Al及其合金）被稱為第三代半導體，光譜範圍覆蓋了近紅外、可見光到深紫外全波段，也是紫外激光器、探測器等光電子器件的理想材料，在紫外通信、紫外曝光、紫外固化等領域有重要的應用價值。
我們研究了AlN材料的外延生長，掌握了Al原子遷移能力的控制方法，獲得了台階流生長的AlN材料；發現了反應室内殘留的Ga原子影響成核，通過在生長前将反應室内部覆蓋AlN薄膜，消除了殘餘GaN的影響，顯著提高了生長的穩定性；提出了三步法外延AlN材料技術，在不同平片藍寶石襯底上實現了高質量的AlN外延生長；研究Al原子的預反應以及Al和Ga原子的競争機制，實現了AlGaN材料Al組分的有效控制；發現了Al原子的氧化機制，還發現點缺陷對AlGaN材料的摻雜補償效應；研究了AlGaN材料的p型摻雜，通過抑制碳雜質濃度改善了p型；研究了紫外量子阱的生長，通過控制界面提高了發光特性。
最後，我們研制出大功率紫外激光器，并發現了影響紫外激光器可靠性的關鍵因素和物理機理，還提出了新型肖特基結構，研制出AlN基真空紫外探測器（響應波長λ≤200nm）。
