公开了用于制备重掺杂的半导体材料的方法。使用本发明，可以获得超过常规建立的载流子饱和限度的掺杂密度，同时没有有害的副作用。此外，公开了重掺杂的半导体材料以及使用所述材料的改进的电子和光电器件/部件。本发明革新的材料和工艺限制提高了性能和/或降低了多种半导体基为电子和光电器件/系统的成本。在富阴离子环境中生长的材料，其在优选的实施例中在贫氧环境中生长期间通过中等衬底温度制备。与现有技术相比材料在较高掺杂浓度下显示出较少的非辐射复合中心，并且物质的重掺杂状态显示出在较高的掺杂级别下由辐射复合支配的少数载流子寿命并且与现有技术的材料相比获得了较高的多数载流子浓度。这些新颖材料的重要应用包括高性能的电子或光电器件，其可以更小和更快，但是仍具有俘获或发射光效率，以及高性能电子器件，例如可以更小和更快但更凉爽的晶体管。