无机非金属材料在人们日常生活以及高新技术发展中扮演了至关重要的角色,本文针对无机非金属材料在非线性光学以及第三代半导体材料中的应用进行探究,通过不同技术制备了掺杂铌酸锂晶体以及氮化铝薄膜,并对其结构与性能进行表征。铌酸锂作为一种非线性光学晶体,具有透过范围广、非线性系数高、易于生长大尺寸晶体等特点,是准参量啁啾脉冲放大（QPCPA）系统中理想的频率转换晶体。QPCPA系统中,通过对闲频光的吸收,可以有效抑制能量倒流,从而可提高超短超强脉冲激光的转换效率。本文通过掺入不同浓度的Pr离子,来吸收1588 nm处的闲频光,并通过掺入不同浓度的Mg离子提升掺杂铌酸锂晶体的抗光损伤阈值。本文对掺杂铌酸锂晶体的结构特征、热学性能、光学性能展开了研究。由粉末X射线衍射表征结果可看出,掺杂离子未对晶体结构产生影响,Pr离子分凝系数接近1,而Mg离子分凝系数较低。从拉曼图谱中发现,掺杂铌酸锂晶体的Li/Nb比下降较明显,可能是因为Mg离子对本征缺陷的占位所导致。通过晶体的比热与热扩散系数计算出热导率,发现相比于其他应用于QPCPA非线性晶体有较大提升。通过掺杂晶体透过光谱与吸收光谱发现,在信号光（3200 nm）、泵浦光（1064 nm）处透过约75%,在闲频光（1588 nm）波段有较强吸收。同时进行了抗光损伤性能测试,在1064 nm,5 ns脉宽的激光照射下最高达到1.1 GW/cm2,表明其适用于超短超强激光系统。氮化铝是第三代半导体代表性材料之一,氮化铝薄膜在声表面波器件、光电集成电路、紫外探测领域有广泛的应用。本文利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术在Si C衬底上外延生长氮化铝薄膜,围绕薄膜结构设计以及生长参数优化进行研究,通过X射线衍射、原子力显微镜、扫描电子显微镜等检测设备对薄膜质量进行表征,主要内容包括:（1）采用缓冲层结构对氮化铝薄膜质量进行优化,尝试了低温MOCVD氮化铝缓冲层以及PEALD氮化铝缓冲层,对比结果显示低温MOCVD缓冲层上氮化铝外延薄膜结晶质量更高;（2）在低温氮化铝缓冲层的基础上,改变缓冲层的生长温度,发现温度影响薄膜的三维与二维生长,结果表明低温层温度为1000℃时外延生长的氮化铝薄膜质量最佳;（3）改变生长过程中的前驱体流量,即V/III比,探究V/III比变化时前驱体原子表面迁移率如何影响薄膜横向及纵向生长趋势,结果表明较低V/III比有助于氮化铝横向二维生长,提高薄膜质量。