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纤锌矿AlGaN/GaN异质结构是GaN基高迁移率晶体管(HEMT)采用的典型异质结构,其强自发极化和压电极化效应使得体系界面处产生高浓度的二维电子气(2DEG).调制纤锌矿三元混晶AlGaN的AlxGa1-xN/AlN/GaN和AlxGa1-xN/GaN/AlyGa1-yN多层异质结构的2DEG浓度和电子迁移率,可改善HEMT的特性.本文考虑有限厚势垒和导带弯曲的实际异质结势,计入自发极化和压电极化效应产生的内建电场作用,采用数值自洽求解薛定谔方程和泊松方程获得多层纤锌矿AlGaN/GaN材料中电子的本征态和本征能级.基于介电连续模型、单轴晶体模型以及弹性连续模型,推广雷-丁平衡方程以及费米黄金法则,在光学声子以及声学声子起主要作用温区,从理论上探讨电子迁移率的三元混晶效应和尺寸效应.主要研究内容和结果概括如下：(1)讨论AlxGa1-xN/AlN/GaN和AlxGa1-xN/GaN/AlyGa1-yN多层异质结构中2DEG分布的三元混晶效应和尺寸效应.结果表明,对于AlxGa1-xN/AlN/GaN异质结构,势垒层中Al组分和A1N插入层厚度的增加均会增强GaN层中的内建电场强度,致使2DEG的分布更靠近异质结界面.而对于AlxGa1-xN/GaN/AlyN/Ga1-yN异质结构,势垒层中A1组分和GaN层厚度的增加则会使2DEG逐渐由AlxGa1-xN/GaN界面向GaN层中心移动.上述效应将影响2DEG的输运特性.(2)探讨光学声子散射下AlxGa1-xN/AlN/GaN异质结构中电子迁移率的三元混晶效应和尺寸效应.结果发现,界面光学声子强于其它类型的光学声子对电子的散射,成为影响电子迁移率的主导因素,随着势垒层中A1组分和A1N插入层厚度的增加,电子的总迁移率逐渐下降.适当调整A1N插入层的厚度和Al组分,可获得较高的电子迁移率.(3)研究声学声子散射下AlxGa1-xN/GaN/AlyGa1-yN异质结构中电子迁移率的三元混晶效应和尺寸效应.结果显示：最低频支膨胀声学模要强于高频支膨胀声学模以及弯曲模而在散射中起主要作用,AlxGa1-xN势垒层中Al组分的增加,使得最低频支膨胀声学模的振动方式逐渐向次低频支转变,导致在特定的组分范围内,电子的总迁移率突然增大.此外,在特定的GaN层厚度范围内,电子的迁移率总可达到一最大值.这些效应对于改善HEMT器件的性能有重要指导意义.