งานวิจัยนี้รายงานผลการศึกษาเพื่อหาลักษณะเฉพาะของสารกึ่งตัวนำที่มีชิ่งว่างแถบพลังงานต่ำ โดยจำแนกสารกึ่งตัวนำที่ศึกษาออกเป็น 2 กลุ่ม คือ วัสดุสารกึ่งตัวนำ III-ไนไตรด์ และสารกึ่งตัวนำไนไตรด์เจือจางกลุ่ม III-V-ไนไตรด์ สำหรับสารกึ่งตัวนำกลุ่มแรกจะเน้นศึกษาชั้นฟิล์ม InN ที่มีโครงสร้างแบบคิวบิก ในขณะที่จะเน้นศึกษาชั้นฟิล์ม InGaAsN และ InGaPN สาหรับสารในกลุ่มที่สอง สารกึ่งตัวนำทั้งสองกลุ่มจะมีค่าช่องว่างแถบพลังงานอยู่ในช่วง 0.6-1.4 อิเล็กตรอนโวลต์ ซึ่งมีความเหมาะสมสาหรับการนำไปประดิษฐ์เป็นเลเซอร์ไดโอด ที่ให้ความยาวคลื่น 1.3 และ 1.55 ไมโครเมตร เพื่อการประยุกต์ใช้ในการระบบ telecommunication สาหรับสารกึ่งตัวนำ III-ไนไตรด์ ผู้วิจัยได้ตรวจสอบและวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างและคุณภาพผลึกของฟิล์มคิวบิก InN ที่ปลูกผลึกด้วยวิธีโมเลกุลาร์บีมเอพิเทกซีอย่างเป็นระบบ พบว่ามีผลกระทบจากทั้งเงื่อนไขการปลูกผลึก คือ สภาวะการปลูกผลึกที่มีอินเดียมและไนโตรเจนที่มากเกินพอ และจากชั้นบัฟเฟอร์ ฟิล์มที่มีคุณภาพสูงและมีการเจือปนของโครงสร้างผลึกเฮกซะโกนัลในปริมาณที่ต่ำกว่าได้ถูกปลูกผลึกภายใต้สภาวะที่มีอินเดียมมากเกินพอ นอกจากนี้ยังพบอีกว่า สาหรับการใช้คิวบิกแกลเลียมไนไตรด์เป็นชั้นบัฟเฟอร์นั้น โครงสร้างผลึกเฮกซะโกนัลในชั้นบัฟเฟอร์มีอิทธิพลอย่างมากต่อการก่อเกิดของโครงสร้างผลึกเฮกซะโกนัลและต่อคุณภาพของชั้นฟิล์ม c-InN ที่ถูกปลูกผลึกต่อเนื่องบนชั้นบัฟเฟอร์ ผลการวิจัยได้แสดงให้เห็นว่า เงื่อนที่ใช้ไนการปลูกผลึกและคุณภาพของชั้นบัฟเฟอร์ มีบทบาทสำคัญในการปลูกผลึกของฟิล์มคิวบิก InN ให้มีคุณภาพและความบริสุทธิ์ทางโครงสร้างที่สูงโดยปราศจากการก่อเกิดของโครงสร้างผลึกเฮกซะโกนัล สาหรับสารกึ่งตัวนาไนไตรด์เจือจาง ผู้วิจัยได้แสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของซับสเตรทที่มีต่อการฟอร์มชั้นฟิล์มของทั้ง InGaAsN และ InGaPN โดยที่ทิศทางโครงผลึกของผิวซับสเตรทจะส่งผลต่อทั้งการเจือ ไนโตรเจนและอัตราการปลูกผลึกของฟิล์มซึ่งส่งผลโดยตรงต่อสมบัติเชิงแสง We report on a characterization of narrow bandgap semiconductor materials, which are divided into two groups, specifically group ΙΙΙ-nitride semiconductors and dilute III-V-nitride semiconductors. The main material in the first group is cubic-phase InN, while InGaAsN and InGaPN alloy films are focused for the dilute III-V-nitride semiconductors. These semiconductors exhibit band gap in the range of 0.6-1.4 eV, which is suitable for 1.3 and 1.55 μm laser diodes (LDs) application in telecommunication system. For group III-nitrides, the structural modification and crystal quality of the cubic InN films grown by molecular beam epitaxy (MBE) were systematically investigated and analyzed. The effects of the growth conditions, namely In- and N-rich conditions, and the buffer layer are established. The films with higher crystal quality and lower hexagonal phase inclusion were grown under the In-rich growth condition. It is also found that, with using c-GaN as a buffer layer, the hexagonal phase presented in the buffer layer greatly influences the hexagonal phase generation and crystal quality of the c-InN upper films. These results demonstrate that the In-rich growth condition and the crystal quality of the buffer layer play an important role in growing high cubic-phase purity c-InN films without generation of hexagonal phase structure. For the dilute III-V-nitride semiconductors, we demonstrate the effects of substrate on the firm formation of both InGaAsN and InGaPN. Substrate-surface-orientation was found to influence on both an incorporation of N and growth rate, which directly result in the optical properties of these dilute nitride materials.