室温核辐射探测的化合物半导体材料应当具备以下的特征：
(1)组成材料的元素应具有较高的原子序数，以此确保该材料对γ射线较高的阻止本领，以保证其具有较高的探测效率；
(2)材料应具有较大的禁带宽度，一般大于1.5eV，以保证探测器工作在室温时有较低的漏电流和较高的电阻率；
(3)材料应具有良好的工艺性能，较容易制得高纯度、低晶格缺陷的单晶体。此外材料应具有优良的机械性能和化学稳定性，以便于进行机械加工，容易制成欧姆接触或势垒接触；
(4)材料应具有优异的物理性能，可以耐较高的反向偏压(反向偏压能达到几百伏)，反向漏电流尽可能小，载流子的迁移率-寿命积要大，以确保探测器具有较小的热噪声和良好的能量分辨率。
室温核辐射半导体探测器是以大尺寸的高质量的化合物半导体晶体材料(碘化汞、锑化铝、碲化镉、碲锌镉、碘化铅、砷化镓、硒化镉等)的研制为主体，涉及到材料制备、器件设计和器件制备等关键技术。1967年，Prince和Polishuk第一次列出了碲化镉、磷化镓和硒化镉三种可以制作室温核探测材料的材料。20世纪70年代初美国开始对碘化汞展开了研究，碘化汞晶体具有较高的禁带宽度和电阻率，但是其化学稳定性较差，且常温下容易挥发潮解，制成的探测器必须进行严格的密封处理。与此同时，1977年，Armantrout等人通过对比几种最有前途的室温半导体核探测材料，最有希望的是锑化铝材料，但是该材料的单晶极难生长且极易潮解。Eberhardt等人利用液相外延生长技术得到了高完整性能砷化镓单晶，最先成功制造出有较好能量分辨率的伽马射线探测器，但是由于其原子序数较低，对于高能射线的阻止本领和探测效率都较低，发展受到了限制。但是碲化镉探测器的优点在于有较大的原子序数，对伽马射线有较高的阻止本领，探测效率较高，但有较大的热激发产生的漏电流，能量分辨率
低且有极化效应。由于碲化镉晶体的上述缺点，人们在碲化镉晶体中掺入锌，使其带宽增加，而发展成了一种新的材料。碲锌镉材料用于常温半导体探测器最早可追溯到1967年，但直到20世纪90年代初，生产工艺的提高才得以大大改善了碲锌镉晶体的特性，研究得到了实质性进展。随着锌含量的不同，禁带宽度由近红外至绿光波段连续变化，且无极化现象。但是碲锌镉存在两个主要缺点：能量分辨率不高；由于生长工艺的复杂性，高质量大尺寸的碲锌镉很难获得。
用于制作核辐射探测器的材料还有碲化锌、硫化铯、碘化铟、硒化稼等化合物半导体材料，人们对这些材料及其探测器还没有进行深入的研究。
现今，国内四川大学、清华大学、上海大学、兰州大学、重庆大学、西北工业大学、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、中国原子能科学研究院核技术应用研究所、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所以及燕山大学(与美国伊利诺伊大学合作)等单位开始在国家自然科学基金或其他课题资助下进行了一系列化合物半导体单晶(如碘化铅、碘化汞、碲锌镉、氮化镓、碘化铟等)的生长、性能和核探测器应用的研究工作。
量子阱（QW），是与电子的德布罗意波长可比的微观尺度上的势阱，是由两种不同的半导体材料相间排列形成的、具有明显量子限制效应的电子或空穴的势阱。量子阱是一种二维材料，在量子力学发展早期，量子阱概念即被提出，其相关技术与应用研究持续深入，量子阱激光器是量子阱的代表性应用领域。
受量子阱宽度、阱壁限制，在量子阱中，载流子仅能够在与阱壁平行的二维平面内自由运动，不能向垂直方向运动。与三维材料相比，量子阱中的电子态、声子态、元激发、相互作用等均存在较大差别。根据新思界产业研究中心发布的 《2022-2026年量子阱行业深度市场调研及投资策略建议报告》 显示，受以上因素影响，应用在半导体材料领域，量子阱会呈现出独特的电学、光学性能，并可以通过改变材料组分、掺杂成分、材料结构、薄层厚度等对量子阱的特性进行调控。
半导体激光器体积小、可靠性高，具有可调制电流、可输出高速激光的特点，并且可与集成电路兼容，是一种重要的激光器类型，预计2020-2025年，全球半导体激光器市场规模将以9.6%左右的年均复合增速快速增长。量子阱激光器是半导体激光器的一种，量子阱一般应用在激光二极管的有源区，窄带隙有源区夹在宽带隙半导体材料中间，或者与之交替重叠，当载流子被限制在有源层内时，即形成量子阱。
根据新思界产业研究中心发布的 《2022-2026年量子阱激光器行业深度市场调研及投资策略建议报告》 显示，量子阱激光器具有频率小、阈值电流低、谱线宽度窄、输出功率高、调制速度快、温度适应范围宽等特点，是半导体激光器中的主流产品之一。量子阱激光器主要包括量子线激光器、量子点激光器两大类。相较来说，受量子点独特性能的影响，量子点激光器在阈值电流、温度适应性、增益效果等方面更具优势，未来应用前景更为广阔。
量子阱激光器在激光加工、激光医疗、检验检测、环保等领域应用广泛，研发价值大。2019年，中国科学院半导体研究所团队突破了刻蚀与钝化等核心工艺，研制出新型锑化物半导体量子阱激光器，其单管和巴条组件分别实现1.62瓦和16瓦的室温连续输出功率，综合性能达到国际一流水平。
新思界 行业分析 人士表示，量子阱是一种二维材料，在传统半导体材料性能开发接近物理极限的情况下，拥有独特性能的二维材料开发与应用受到关注，量子阱市场空间正在快速增长。现阶段，半导体激光器是量子阱的主要应用市场，量子阱概念是随着量子力学发展而提出，未来在量子力学领域同样具有广阔发展空间。由此来看，未来量子阱行业发展前景良好。
赫伯特·克勒默1928年出生在德国（当时处于魏玛共和国时期，但国号依旧为德意志帝国）魏玛，父亲是公务员，母亲是家庭主妇，都来自技术工家庭，父母虽然没有受过高等教育，但是希望赫伯特·克勒默能获得最好的教育，他们并没有为儿子制订具体的学术方向，赫伯特·克勒默自己选择了数学、物理和化学。1947年中学毕业后，他在耶拿大学学习物理学，曾听过德国物理学家弗里德里希·洪德（Friedrich Hund）的课。
他在柏林实习时，利用“空中桥梁”逃往了西德，并在格丁根大学完成了关于晶体管中热电子效应的理论物理学研究和博士论文赫伯特-克勒默简介，导师是德国物理学家里夏德·贝克（RichardBecker），1952年获得博士头衔。此后他将职业定位在物理学和半导体技术研究上。
克勒默先是在德国联邦邮政中央通讯实验室的一个半导体研究小组工作，并自称为是一个“应用理论学者”。1954年他前往美国，工作于普林斯顿大学和帕罗奥图的多家研究机构，1968年至1976年任博尔德科罗拉多大学（UniversityofColoradoatBoulder，科罗拉多州博尔德县）物理学教授。1976年，克勒默说服圣塔芭芭拉加利福尼亚大学的电子和计算机工程系，将有限的项目资金用于刚刚形成的化合物半导体技术，而不是投资发展主流的硅技术，这一决定使得圣塔芭芭拉加利福尼亚大学占据了这一领域的领导地位。
克勒默来到圣塔芭芭拉加利福尼亚大学后，将研究重心从理论转移到了实验领域，1970年代末成为分子射线取向附生研究领域的先驱。他先是制造和研究了新的合成材料，如磷化镓（GaP）和硅基层上的砷化镓，1985年后又将注意力集中到合成材料砷化铟（InAs），锑化镓（GaSb）和锑化铝（AlSb），并将基础研究和未来元件开放相结合，其中一项重要的研究课题是超导半导体混合结构，砷化铟-锑化铝材料由超导铌电极连结，可以促使半导体内的超导。另一个研究方向是强电场下半导体内电子的传输赫伯特-克勒默简介，电子在偏能带中振荡，这种结构适合于做振荡器，通常称为Bloch振荡器，可以达到太赫兹（THz）级的频率。
他和查尔斯·基泰尔（CharlesKittel）合著的统计力学教科书ThermalPhysics（ISBN0716710889）在1980年出版至今仍广为全球许多大学使用。
赫伯特·克勒默
克勒默的研究领域在当时都不是热门的，但却在几年后显现出其重要性 。他在1950年代中期指出使用半导体异质结构能够大大提高各种半导体元件的性能，并提出了可以实现秭赫（GHz）级频率的异质结二极管的概念。1963年又提出了双异质结构激光的概念，这是半导体激光的基础和核心技术。这两个概念远远超出了当时的研究水平，直至1980年代取向附生技术发展后才得以大量应用，并成为主流。克勒默2000年所获得的诺贝尔物理学奖可以追溯到这些早期的论文，它们使得1980年代成为了“异质结构的时代”，异质结构继续主导着化合物半导体，这不仅仅包括激光和发光二极管，还包括集成电路，并且威胁到了硅制集成电路技术的主流地位。
克勒默来到圣塔芭芭拉加利福尼亚大学后，将研究重心从理论转移到了实验领域，1970年代末成为分子射线取向附生研究领域的先驱。他先是制造和研究了新的合成材料，如磷化镓（GaP）和硅基层上的砷化镓，1985年后又将注意力集中到合成材料砷化铟（InAs）, 锑化镓（GaSb）和锑化铝（AlSb），并将基础研究和未来元件开放相结合，其中一项重要的研究课题是超导半导体混合结构，砷化铟-锑化铝材料由超导铌电极连结，可以促使半导体内的超导。另一个研究方向是强电场下半导体内电子的传输，电子在偏能带中振荡，这种结构适合于做振荡器，通常称为Bloch振荡器，可以达到涧赫（THz）级的频率。
1990年代末起，克勒默又转向纯理论工作，继续早期的研究，也开创了一些新的研究领域，如光子晶体中的电磁波传播，纳米结构物理学等。
赫伯特·克勒默和若雷斯·阿尔费罗夫因将半导体异质结构发展应用于高速光电子元件中，与发明集成电路的杰克·基尔比分享了2000年诺贝尔物理学奖。
赫伯特·克勒默
1973年，电气电子工程师协会（IEEE），J.J.埃贝斯奖（J.J. Ebers Award）
1982年，国际砷化镓及相关化合物研讨会，海因里希-韦尔克-奖章（Heinrich-Welker-Medaille）
1983年，电气电子工程师协会电子器件学会，国家讲师奖（National Lecturer）
1986年，电气电子工程师协会，杰克·默尔敦奖（Jack Morton Award）
1994年，亚历山大-冯-洪堡研究奖（Alexander-von-Humboldt-Forschungspreis）
2000年，诺贝尔物理学奖
赫伯特·克勒默
1963年，他提出了双异质结构激光的概念，是这一领域的先驱之一 ，他所提出的概念远远超出了当时在半导体领域的研究水平。八十年代时，这种理念和相应的技术才被大量应用开来。在到美国加利福尼亚大学从事实验研究之后，他研究出多种实用半导体技术，涵盖了高性能设备、材料研究、固态物理等诸多新兴领域。出色的研究成果曾为他赢得了多项国内外大奖。
瑞典皇家科学院10日宣布，俄罗斯科学家泽罗斯·阿尔费罗夫、美国科学家赫伯特·克勒默和杰克·基尔比，因在“信息技术方面的基础性工作”而获2000年诺贝尔物理学奖。
瑞典皇家科学院发布的新闻公报说，三位科学家“通过发明快速晶体管、激光二极管和集成电路”，为现代信息技术奠定了坚实基础。其中，阿尔费罗夫和克勒默将分享2000年一半的诺贝尔物理学奖奖金，以表彰他们在半导体异质结构研究方面的开创性工作。基尔比则因在发明集成电路中所作的贡献，而获得了总额为900万瑞典克朗（约合100万美元）的奖金的另一半。
现代信息技术近几十年深刻改变了人类社会，它的发展必须具备两个简单但又是基本的先决条件：一是快速，即短时间里传输大量信息；二是体积小，携带起来方便，在任何场合都能使用。三位科学家的成果满足了这两个要求。
阿尔费罗夫与克勒默为满足上述第一个先决条件作出了重要贡献。他们发明的半导体异质结构技术，已广泛应用于制造高速光电子和微电子元件。所谓异质结构半导体，主要由很多不同带隙的薄层组成。通信卫星和移动电话基站等都采用了异质结构技术制造的快速晶体管。利用异质结构技术制造的激光二极管，也使光纤电缆传输因特网信息得以实现。半导体异质结构技术还可用于制造发光二极管，汽车刹车灯和交通灯等都用到发光二极管，常用的电灯在未来也有可能被发光二极管取而代之。
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