常规半导体微波功率器件已经发展到其性能极限。为了满足无线通信的未来需要,宽禁带半导体GaN和SiC成为研究的热点。GaN基GUNN器件被认为是300GHz以上,甚至太赫兹频率范围极具潜力的微波功率器件。但是人们对GaN基材料(包括GaN,AlN,InN以及它们的合金)的输运等电学特性的认识和理解尚不完全,对影响GaN基GUNN器件性能的因素和规律的探索和研究刚刚起步,认识不足,这些因素都限制了GaN基GUNN器件设计和应用的步伐。本文即在此背景下对纤锌矿GaN和AlGaN体材料的输运特性、影响GaN基GUNN器件性能的因素和规律等内容进行了较深入的研究。主要研究结果如下:1)提出了适用于商用模拟器SilvacoSimulator的GaN和全Al组分AlGaN高场输运解析模型,修正了以往模型在表征迁移率的电子浓度依赖和温度依赖方面的缺陷。2)首次提出了AlGaN高场下的合金效应模型,并嵌入到AlGaN高场输运模型中,对合金无序效应的描述更灵活和符合材料的实际情况。3)上述模型应用于GaN基太赫兹耿式二极管的仿真,揭示了交流/直流转化效率和振荡频率与工作温度和合金无序效应的关系,确定了优化的器件结构。