由于存在较强的晶格弛豫效应,晶体局域态的量子跃迁必然伴随着声子数的改变,通常把这样的跃迁称之为多声子跃迁。随着半导体材料和器件的探索进入纳米量级,其包含的点缺陷引起的多声子跃迁对材料性能、器件可靠性等方面的影响越发重要,这也对多声子跃迁过程的具体描述和分析提出了更高的要求。虽然实验上可以对缺陷性质进行有效的表征,但是对具体缺陷结构和多声子跃迁过程的物理本质仍然缺乏有效研究手段。理论计算为理解实验数据和分析物理过程提供了有效途径,同时借助于近年来密度泛函理论的快速发展,使得精确计算缺陷的原子结构和能级成为了可能,这也极大地推动了对多声子跃迁过程的认识。本论文采用第一性原理计算方法结合多声子跃迁理论,以氮化镓点缺陷结构为例,对点缺陷深能级相关的多声子跃迁过程进行了系统的研究。首先介绍了深能级点缺陷在半导体材料中的重要性,叙述了解释多声子跃迁过程的基本理论模型。第二章,对密度泛函理论做了简要介绍,主要叙述了缺陷跃迁能级与缺陷态声子谱的计算方法。本文的第三章,首先回顾了多声子无辐射跃迁理论的建立与发展,进一步针对绝热近似理论与静态耦合理论一直以来存在争议的问题,结合具体缺陷结构的第一性原理计算结果,给出了两种理论等价性的验证。并针对高温强耦合近似公式的适用性进行了分析。针对简谐近似在精确计算无辐射跃迁几率上的局限性,本文第四章,提出了精确计算无辐射跃迁过程热激活能的有效方法,并给出了考虑非简谐效应下,多声子无辐射跃迁几率的修正计算。同时,与实验结果的对比验证了该方法的有效性。第五章针对导致GaN缺陷发光的微观起源问题,结合多声子光跃迁理论,提出了发光带的多声子带边结构可以作为缺陷的识别指纹。并根据具体的GaN缺陷结构,以第一性计算结果为依据,计算得到了单一声子频率与混合声子频率下产生的多声子带边精细结构,并讨论了多声子带边的温度依赖性,为缺陷光谱的分析以及缺陷结构的识别提供了支撑。第六章为本文的工作总结以及展望。