砷化镓（GaAs）材料是用途最广泛的人工合成化合物半导体材料之一，因其电子迁移率高，光电转换效率高，被广泛应用于光电子器件和微电子器件领域。关于GaAs的理论研究，主要集中在第一性原理的计算和分子动力学（MD）方法的模拟，但关于快速凝固过程中GaAs微观结构的演变未见报道。　　本文采用分子动力学方法对液态GaAs在1×1010 K/s冷速下的快速结晶过程进行模拟，并采用双体分布函数、原子平均能量、键角分布函数、二面角分布函数和可视化等方法对凝固过程的微观结构变化进行分析。结果表明：凝固过程中，GaAs的结晶温度Tc为1460 K，当温度高于Tc时，体系处于液态无规网络结构；当温度低于Tc时，Ga、As原子迅速形核结晶，形成以闪锌矿为主的多晶结构，并在晶界处形成共晶格孪晶结构，其中晶界处形成一层纤锌矿结构。在温度低于520 K时，As原子偏聚形成简单立方结构As8。　　通过模拟不同冷速下液态GaAs快速凝固过程中微观结构演变，并采用双体分布函数、原子平均能量、平均配位数、键角分布函数和可视化等方法对凝固过程的微观结构变化进行分析。得到的主要结论为：凝固过程中部分 As原子发生偏聚，冷却后形成γ砷（简单立方结构As8），当冷速为1×1010 K/s和2×1010 K/s时，富Ga区域主要是以闪锌矿和纤锌矿为主的晶体结构；当冷速高于5×1010 K/s时，富Ga区域形成以Ga-Ga-Ga和Ga-As-Ga三元环结构为主的非晶无规网络结构。　　通过对不同压强下液态GaAs快速凝固过程中微观结构的分析和讨论，得到的主要结论为：当冷速为1×1012 K/s，凝固过程中施加的压强为0 GPa、1 GPa、5 GPa、10 GPa、15 GPa、20 GPa、25 GPa和30 GPa时，体系最后形成非晶无规网络结构，压强对体系结构的影响不明显；当冷速为1×1010 K/s时液态GaAs快速凝固过程中，施加压强对体系的结构产生了巨大影响。压强从0 GPa增大到10 GPa的过程中，体系由晶态变成非晶态。凝固过程中，液态GaAs结晶形成四面体晶体结构体积将增大，而 As原子偏聚形成As8结构体积会减小，两种结构分别对应CN4和CN6；压强通过影响原子的扩散，影响着As8结构和Ga4结构的形成和演变；当压强为0~4GPa时体系主要形成四配位晶体结构，凝固后体系中原子以晶态特征CN4为主，随着压强增大晶体含量下降，而As8结构和Ga4结构数目反而增多；当压强为5~10 GPa时体系形成非晶结构，体系结构以CN5、CN6为主，随着压强增大As8结构数目逐渐增多，Ga4结构的数目反而减少。