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攻读博士学位期间作者在理论分析、数值模拟和材料生长方面选取了几个可能制约GaN HEMT发展的问题进行了研究，取得了一定成果，略述如下: 1.研究GaN HEMT结构中二维电子气的产生机理，并定量分析，澄清了被广泛引用的2DEG面密度计算公式中一个长期存在的误解。从理论上预言，并利用数值计算验证了在GaN缓冲层极化的作用下，在GaN/substrate界面可能会有大量电子的积累。 2.利用薛定谔方程-泊松方程自洽求解方法进行AlGaN/GaN异质结的能带结构和电子分布的Matlab模拟，以此为根据设计了具有AlInN背势垒的HEMT结构，对沟道中的2DEG形成了有效的限制。指出AlInN材料是理想的HEMT背势垒材料，并分析得出最优化的Al组分为0.62～0.72. 3.利用二次离子质谱分析研究了MOCVD各生长参数对GaN外延层中C杂质含量的影响规律，利用低压生长在不引入附加掺杂源的情况下实现高C杂质掺杂，进而实现对GaN外延层中背景电子的补偿，得到电阻率达109Ω·cm的GaN高阻缓冲层，为制作高质量GaN HEMT提供了一种方法。 4.研究了提高GaN缓冲层电阻率，同时保持材料晶体质量的生长技术。利用在成核层和缓冲层之间加入低Ⅴ/Ⅲ比GaN生长阶段，在低压生长的情况下延长成核层小岛合并时间，提高外延层质量。得到高阻低位错的GaN缓冲层，其电阻率达4.8×108Ω·cm，X射线衍射(XRD)的(002)面和(102)面摇摆曲线半高宽分别为201.6"和378.0".发现低压生长的GaN样品在C含量过高时电阻率降低，分析了造成这种现象可能的原因，即C的自补偿效应。