本项目属于信息科学领域电子与通信技术半导体材料器件学科。InGaAs是典型外延型化合物半导体，进入新世纪，本学科发展的重大前沿是通过结构能态调控获得载流子量子限制效应，实现高性能光电和量子信息器件，其核心科学问题是克服晶格常数匹配制约的结构调控机理、能带特性人工操控　　和光电效率优化方法。本项目研究发现了InGaAs低维材料三种典型结构能态调控机理，提出了电子态关联作用理论，发展了可以大幅拓展量子发光器件工作波段并提升发光效率的新方法，实现了量子光源器件性能的重要突破，上述重要科学发现受到学术界广泛认可和好评：

　　1、发现了亚单原子层对InGaAs量子点结构应力的调控机理，提出循环变温自组织量子点外延方法，实现波长拓展至1.3微米的高均匀性量子点，被美国Technique Insights以头条亮点大幅报道，评价其为发展长波长激光器件的基础性工作。采用上述长波长量子点实现了高效率1.3微米量子点激光　　器，被英国III-Vs Review、Compound Semiconductor著名期刊长篇报道，评价其为长波长激光的重要突破。提出压力光谱测试方法，验证了量子点间库仑排斥作用导致高能端发光机理理论；提出束流梯度分布低速率外延方法，实现低密度量子点可控制备，首次报道了液氮温度电驱动单光子发射，受到国际领域权威诺贝尔奖获得者阿尔费罗夫的高度评价；理论预示了外场下量子环中电子输运量子相干特性，实验发现了液滴外延形成环状量子结构机理，提出了单、双量子环外延方法，被Science、Physical Review Letter论文评价为实现新型量子结构及量子特性调控的重要技术途径。

　　2、实验揭示了掺N元素InGaAs:N量子阱In-Ga和N-As扩散及发光峰位移机理，澄清了导带带阶、电子有效质量与In组分的依赖关系的争议问题；拟合得出导带带阶、带隙、电子有效质量关键参数，被国际同行评价为该领域的Prominent（杰出）成果，受到大量引用和长达十多年的验证；提出了变激发功率非线性光谱实验方法，首次证实含N量子阱同时存在本征合金态和杂质局域态，被国际同行评价为解决这一长期争议问题的著名实验。

　　3、提出了InGaAs应变缓冲层结构和异变缓冲层In组分线性调控方法，大幅度提高闪锌矿异质外延层厚度，被国际同行评价为突破闪锌矿外延材料临界厚度限制瓶颈的新方法。提出了In-N配比方案、等离子N源瞬态操控方法、InGaAsSb:N/GaAs:N梯度量子阱，消除了位错缺陷、大幅度提高界面　　平整度和发光效率，首次报道了1.6微米室温连续工作量子阱激光器，被英国Compound Semiconductors、美国Laser Focus World长篇报道，评价其为InGaAs长波长激光器突破性进展、为高性能长波长器件提供了新体系。

　　项目20篇核心论文被SCI他引712次，其中8篇代表性论文SCI他引381次，国际会议邀请报告数十次。InGaAs低维结构调控机理及方法获得应用，形成单光子量子操纵和存储等前沿方向，为量子通信技术量子光源器件制备提供新途径，为InGaAsSb:N多结高效太阳能电池转换效率的重大突破提供科学　　依据，推进短波红外激光和探测器件发展，奠定其实现机载装备重大应用科学基础。