作为第三代半导体材料,氮化镓具有许多优异的性能,但应用中除自身性能良好之外,晶片还需要具有纳米级的形状精度以及亚纳米级的表面/亚表面损伤,而氮化镓硬度高、脆性大,加工中极易产生机械损伤。因此,清晰认识其在纳米加工中的微观机理,对优化加工工艺以获得高精度、低损伤的氮化镓晶片至关重要。本文通过分子动力学模拟和纳米压划痕实验,深入研究了氮化镓在纳米划擦中表面及亚表面损伤的形成机理及影响因素,旨在丰富氮化镓纳米加工理论体系的同时,为优化加工工艺提供理论依据和技术参考。首先,通过分析氮化镓纳米划擦过程可知,在划擦中,与金刚石压头接触处的氮化镓发生弹塑性变形,形成了大量非晶原子和分布在划痕两侧及压头前方的切屑。同时,在亚表层内也形成了间隙原子、空位缺陷、原子团簇、闪锌矿相原子以及“U”型半位错环等多种缺陷。其中,位错长度和闪锌矿相原子数随着划擦距离的增加呈现出波动式增长。此外,亚表面损伤层的存在也明显降低了氮化镓材料的力学性能及后续可加工性。与未受损伤的氮化镓相比（21.83GPa）,纳米划擦后形成的带有亚表面损伤氮化镓的极限拉伸强度仅为9.26GPa,平均降低了约26.8%。工艺参数中划擦深度（H）对氮化镓在纳米划擦中表面及亚表面损伤的影响最为显著。当H＜1.0nm时,已加工表面损伤严重,而H≥1.0nm时,已加工表面的质量显著提升,但其亚表面损伤却随着H的增加愈发严重。此外,高速和高温划擦也都有利于提升氮化镓的材料去除率,但当速度从25m/s增加到50m/s时,位错和相变原子增多,导致其亚表层损伤加剧。随着速度的继续增长（V＞50m/s）,亚表层的质量略微得到改善。因此加工中可以通过适当增大速度来提高材料去除率,并降低亚表面损伤。此外,与100K相比,当温度升高到1000K时,划擦后氮化镓内位错长度大约增长了3倍,氮化镓亚表层内塑性变形加剧,并且亚表面损伤层的宽度也明显增大。材料各向异性对氮化镓的机械可加工性也有明显影响。相较于Ga面,N面氮化镓在纳米划擦中已加工表面质量更高,但原子去除率低,亚表层内塑性变形严重,深入分析后发现b=1/3＜11-20＞的刃型位错是导致二者亚表层内塑性变形差异明显的主要原因。此外,对比[-2110]向,沿[0-110]向划擦时,氮化镓表面及亚表面质量都更高,纳米划擦实验结果也证实这一点。相同载荷下,沿[0-110]向划擦时,划痕表面及两侧裂纹更少,摩擦系数也更小。