GaN是典型的第三代宽禁带半导体材料，具有宽的禁带和大的击穿场强且化学性质稳定。这种刚性的半导体材料在晶体管、光电子器件以及大规模集成电路中都是不可或缺的基底材料。然而，其硬脆的特性使得GaN基（光）电子器件难以承受较大程度的形变，大幅度的弯曲或延展会导致器件结构被破坏甚至彻底失效，这极大地限制了GaN基（光）电子器件的使用范围。新兴的下一代电子产品对于器件的便携性与柔性提出了高要求，因此有必要将传统的刚性GaN基（光）电子器件与新兴的柔性电子器件相结合，使其能够应用于非平面环境和人机界面交互等领域。当传统GaN基（光）电子器件与柔性电子学相结合时，势必会引入应变。GaN是一种同时具备半导体性质和压电性质的材料，为了深入研究压电性质和光电子激发过程的耦合对GaN基（光）电子器件的影响，引入了压电（光）电子学。基于压电（光）电子学，可以全面讨论GaN基材料中的载流子产生、分离、输运和其他复合过程，从而深入分析应变对GaN基（光）电子器件性能的影响，为柔性GaN基（光）电子器件的研制奠定基础。　　本论文基于压电（光）电子学效应，首先研究了压电电子学效应对AlGaN/GaN异质结中载流子输运行为的影响，进而调控AlGaN/GaN HEMT器件的电学输运特性。然后研究了InGaN/GaN micro-disk LED中非均匀分布的压电光电子学效应。最后研究了导电水凝胶与介质层的高强度键合工艺，并且展示了水凝胶作为电极应用于柔性电子器件的可行性，为柔性GaN基（光）电子器件的研制拓宽了思路。本论文的研究工作分为以下三部分:　　1.压电电子学效应对AlGaN/GaN HEMT电学输运性质的调控　　本研究基于AlGaN/GaN异质结结构，制备了MOS-HEMT与Unpassivated-HEMT两种器件。实验结果表明，引入SiO2绝缘介质层以后，HEMT的直流性能得到显著改善，不仅饱和源漏电流得到提升，而且栅极漏电流降低了一个量级。当外应力作用于器件时，两种HEMT器件的源漏饱和电流都有所下降。这是由于应变引起的压电极化电荷改变了AlGaN/GaN异质结界面处的能带结构，导致二维电子气浓度发生变化，进而引起HEMT器件电学性能的改变。这项研究使能够更深入地理解压电电子学对AlGaN/GaN异质结界面处的二维电子气输运行为的调控，也为压电电子学在HEMT等微纳电子器件中的潜在应用提供了指导。　　2.InGaN/GaN micro-disk LED中的非均匀压电光电子学效应　　本研究基于各向异性和各向同性刻蚀方法制备了悬浮的InGaN/GaN micro-disk LED阵列。与传统的平片LED相比，这种micro-disk LED具有更高的光提取效率，PL光强的增幅高达156％。通过系统的空间微区光谱测试，证实了InGaN/GaNmicro-disk LED的内应力呈现非均匀分布，从micro-disk中心到micro-disk边缘，InGaN层的面内压缩应力逐渐增大，而GaN层的面内张应力逐渐减小，这种非均匀的内应力分布导致了压电光电子学效应的非均匀分布。压电光电子学效应在调控micro-disk LED的性能上具有巨大的潜力，这项研究对于提高micro-LED的光提取效率具有重大意义，而且加深了对复杂的半导体微纳光电子器件中的非均匀压电光电子效应分布的理解。　　3.导电水凝胶的高强度界面键合工程与水凝胶基柔性能量收集器件　　本研究不仅研究了导电水凝胶与介质层的高强度键合工艺，而且证实了水凝胶作为电极应用于柔性电子器件的可能性。由于介质层天然的疏水性和水凝胶天然的亲水性，导致二者之间原本无法实现稳固结合。利用二苯甲酮溶液对介质层进行界面改性，处理后的介质层与水凝胶的界面键合强度得到了极大的提升，而且有效改善了水凝胶的脱水问题。基于这种高强度键合工艺，制备了机械性能和电学输出稳定的能量收集器件。这种柔性、可拉伸的能量收集器件可以收集多种机械形式的生物能量，其透明度最大可达90％，最小厚度可达380μm，能够共形地贴附在人体皮肤上并随着人体机械运动而形变，可以用作柔性、可穿戴电子设备。这项工作不仅探索了柔性电极与介质层的键合工艺，还为柔性电子器件的供能问题提供了解决思路。未来将GaN基HEMT与LED等器件转移到柔性透明的水凝胶衬底上，不仅可以解决GaN光、电子器件的电极问题，还可以实现GaN基器件的柔性化。