氮化镓（GaN）基材料（包括InN、GaN、Al及其合金）被称为第三代半导体，光谱范围覆盖了近红外、可见光到深紫外全波段，也是紫外激光器、探测器等光电子器件的理想材料，在紫外通信、紫外曝光、紫外固化等领域有重要的应用价值。
我们研究了AlN材料的外延生长，掌握了Al原子迁移能力的控制方法，获得了台阶流生长的AlN材料；发现了反应室内残留的Ga原子影响成核，通过在生长前将反应室内部覆盖AlN薄膜，消除了残余GaN的影响，显著提高了生长的稳定性；提出了三步法外延AlN材料技术，在不同平片蓝宝石衬底上实现了高质量的AlN外延生长；研究Al原子的预反应以及Al和Ga原子的竞争机制，实现了AlGaN材料Al组分的有效控制；发现了Al原子的氧化机制，还发现点缺陷对AlGaN材料的掺杂补偿效应；研究了AlGaN材料的p型掺杂，通过抑制碳杂质浓度改善了p型；研究了紫外量子阱的生长，通过控制界面提高了发光特性。
最后，我们研制出大功率紫外激光器，并发现了影响紫外激光器可靠性的关键因素和物理机理，还提出了新型肖特基结构，研制出AlN基真空紫外探测器（响应波长λ≤200nm）。
