本工作面向新一代光电信息系统，开发新型半导体光电功能材料的制备技术，满足半导体光电器件高速化、集成化、量子化的需求。材料制备采用了分子束外延(MBE)、金属有机物化学气相沉积(MOCVD)、常压化学气相沉积(CVD)等精密技术;器件制备采用了标准半导体工艺、微纳加工技术等。用MBE制备了高密度1.3um-InAs/GaAs量子点材料;以此材料制成的1.3um激光器，单层增益达到7cm-1，直接调制速率>40Gbps，10-70℃输出稳定，最高工作温度200℃;此激光器已在光纤通信网中得到应用。用微探针氧化光刻结合原子氢辅助MBE或MOCVD，制备了位置可控量子点阵列;量子点最小间距50nm，定位精度3nm;为用于量子通信的集成单光子源，和全光量子计算回路提供了技术方案。用MOCVD制备了1.3-1.55um量子点单光子源，单光子纯度达到0.001量级;用此单光子源实现了120km光纤量子秘钥分发。基于MBE和MOCVD的结合，制备了InGaAs/GaAs/InGaP双量子阱激光器，实现了1.064um、500mW的强单模激射;借助倍频技术，制成了连续输出100mW的532nm纯绿色激光器，为激光显示的绿色光源提供了高效方案。用MOCVD制备了InGaAsP/InP雪崩光电探测器(APD)材料;以此制成的盖革模式APD，光子探测效率>25%，暗计数率<20kHz(与国际水平相当);制成了32×32单光子探测器阵列，使单光子焦平面探测器进一步国产化。用常压CVD制备了Si-APD外延材料;以此制成的APD器件，最高增益达800(世界最高)，响应度300-600A/W，线列均匀性好，可用于激光3D成像雷达、激光制导引信等。综上，本文开展了半导体光电材料的研制，获得了从3D体结构到0D量子点的各种高性能材料，满足了从经典光电器件到量子信息系统的多方面需求。