III-V族半导体立方AlN薄膜以其优异性能成为极具潜力的光电子和微电子器件材料。但是,立方AlN的亚稳特性使得其外延薄膜的质量较差,而关于其能带结构、光电性能等基本物理性质的信息就更少。本论文采用激光分子束外延技术,在MgO(100)衬底上制备立方AlN薄膜,对不同工艺参数下薄膜的晶体结构、表面形貌、界面结构及光学性能进行了系统研究,并采用第一性原理对立方AlN的能带结构和状态密度进行了模拟计算,主要研究结果如下:　　1.采用激光分子束外延技术,在MgO(100)衬底上制备出了具有单一择优取向的立方岩盐矿结构AlN薄膜,薄膜和衬底的取向关系为AlN(100)[100]//MgO(100)[100]。在衬底温度为700℃,脉冲激光能量为125mJ·p-1,氮气分压为0.8Pa和退火温度为700℃时立方AlN薄膜的结晶和表面质量最佳。由于MgO衬底与立方AlN薄膜之间存在晶格失配,薄膜中存在一定的错配应力。　　2.立方AlN薄膜与MgO衬底的界面清晰平整,在靠近MgO衬底一侧存在一层由晶格失配应变弛豫引起的应变薄层。薄膜与衬底在界面处形成共格界面,但由于错配应力的作用,在立方AlN薄膜中和界面处存在失配位错、无序结构等晶格缺陷,且在界面区域缺陷密度极高。　　3.立方AlN薄膜在可见光区域具有较好的透过率,在吸收边附近吸收曲线出现一个明显的肩形结构,表明立方岩盐矿AlN薄膜属于间接带隙半导体。基于薄膜的透射光谱,采用BCC法计算得到薄膜在不同工艺参数下的声子能量值在0.120~0.125eV之间,这对应于其横向光学声子能量。薄膜的禁带宽度值在4.3～4.5eV之间,随着晶格常数畸变量的增加,禁带宽度降低。　　4.根据第一性原理,采用MS软件对立方AlN的能带结构和状态密度进行了模拟计算。计算结果表明,立方AlN的导带底与价带顶不处于同一K点,验证了其为间接带隙半导体。计算得到立方AlN的禁带宽度为4.392 eV,与实验值基本一致。