В дисертації досліджуються процеси, що мають місце в умовах сильної нерівноважності носіїв заряду при їхньому розігріві сильним електричним полем в об'ємних кристалах германію і гетероструктурах п-ІпСаАз/ОаАз із квантовими ямами. Вивчені струмові нестійкості, що виникають при цьому, а також утворення просторово-неоднорідних структур у вигляді струмових шнурів або високопольових доменів. За допомогою методик вимірювання розподілів електричного поля вздовж зразка та вимірювання інтенсивності інфрачервоного випромінювання експериментально виявлені передбачені раніше теоретично повздовжні термодифузійні автосолітони у вигляді струмових шнурів у кристалах Се. Експериментально показано, що такі автосолітони утворюються у слабко розігрітій плазмі з високою концентрацією носіїв. У плазмі з невисокою концентрацією носіїв при сильному її розігріві утворюються поперечні автосолітони у вигляді доменів поля. Виявлено, що в гетероструктурах п-ІпОаАз/ОаАз із квантовими ямами в латеральному електричному полі можуть виникати статичні високопольові акустоелектричні домени, що призводять до М-подібності ВАХ. За допомогою методики подвійних імпульсів напруги показано, що причиною виникнення загасаючих осциляцій струму в гетероструктурах П-ІпСаАз/ОаАз є відбиття від анодного контакту акустичного потоку, пов'язаного з акустоелектричним доменом. Також експериментально виявлено, що в гетероструктурах ІпСаАз/ОаАз з подвійними тунельно-зв'язаними квантовими ямами просторовий перенос електронів у гріючому електричному полі із широких квантових ям у вузькі ями приводить до різкого збільшення інтенсивності далекого інфрачервоного випромінювання електронів. Це пояснено додатковим внеском прямих випромінювальних міжпідзонних переходів електронів у вузькій ямі.