工作在中波（3⁵μm）的探测器具有广泛的应用。对于快速响应的光子探测器领域,Ⅱ-Ⅵ族的HgCdTe（碲镉汞）器件取得了很多重要成果,目前仍然处于主导地位。然而由于HgCdTe晶体存在着结构完整性差、合金组份不均匀等缺点,影响了热成像的质量,阻碍了探测器工作温度的提高。因此InSb、InAsSb材料为基础的等新型中波红外光子探测器的研究受到了广泛关注。本文采用分子束外延设备在GaAs衬底上外延高质量的InSb及InAsSb材料,为了得到高质量的外延材料,我们重点研究了不同的缓冲层结构和生长方法,主要结论有:1、研究了GaAs基GaSb薄膜在不同生长条件下的外延特性,结果表明,当衬底温度升高到Tc（GaSb表面再构转变温度）+110℃,生长速率降至0.25原子层/秒（ML/s）时,GaSb缓冲层的穿透位错密度（TDDs）和土丘密度（HDs）显著降低,与低温高速生长条件下相比,GaSb层表面形貌由高密度小丘状逐渐向平行台阶状金字塔结构转变。2、在优化的GaSb层上的生长了五种不同结构的AlInSb应变缓冲层,对AlInSb/GaSb复合缓冲层进行了研究,结果表明,采用低温界面层和超晶格结构的缓冲层对缺陷有明显的抑制作用。其中,采用超晶格界面的样品表现出最低的穿透位错密度;3.1×10⁷cm^-2,较低的土丘密度;2.4×10⁷cm^-2。在优化后的AlInSb应变缓冲层上可外延出高质量InSb器件结构。3、利用分子束外延方法在GaAs衬底上生长了一系列InAsSb薄膜,研究了不同生长条件下成核层对InAsSb薄膜质量的影响,对AlSb/GaSb超晶格对异质外延缺陷抑制机理进行了探索。在组分控制过程中,通过优化生长方式来提高了外延材料组分控制的可重复性,控制GaSb与InAsSb界面处的Sb组分。从而抑制Sb组分过大导致界面处应力变大,利用该特性可较好的实现InAsSb材料的组分控制。采用低温AlAsSb平滑层抑制温度变化导致的InAsSb接触层中产生的缺陷并在此基础上制备了InAsSb nbn器件结构。