GaN是重要的宽禁带化合物半导体材料,广泛用于制备微电子器件和光电子器件,MOVPE是生长GaN薄膜的主要方法。了解GaN的表面反应机理,对于控制GaN的生长质量至关重要。本文基于密度泛函理论（DFT）的量子化学计算,针对MOVPE生长GaN薄膜的表面吸附和扩散进行研究,特别是针对GaN生长的主要反应前体Ga和GaCH₃在理想、H覆盖和NH₂覆盖的GaN（0001）表面的吸附和扩散过程,通过计算和比较吸附粒子在表面不同吸附位的几何结构、吸附能量以及表面扩散能垒,确定GaN薄膜生长的初始反应路径。首先,基于Material Studio软件Dmol3模块,构建GaN（0001）超晶胞模型,采用广义梯度近似GGA和PW91泛函相结合的方法进行验证;其次,分别对Ga和GaCH₃在三种不同覆盖面的不同吸附位的吸附能量、Mulliken电荷布局和分波态密度进行计算分析,揭示粒子在表面的吸附位和吸附成键原理;最后,根据Ga和GaCH₃在三种表面的稳定吸附位,采用LST/QST方法搜寻粒子在表面不同扩散路径下的扩散能垒。论文的主要结论如下:（1）Ga原子和单甲基镓GaCH₃均吸附在三种不同覆盖表面的T4位和H3位,并且粒子在NH₂覆盖表面的吸附能最大,在H覆盖表面的吸附能最小,在理想表面的吸附能介于中间。（2）通过对吸附粒子和表面粒子的电荷布居分析发现,Ga原子和GaCH₃吸附在NH₂覆盖GaN（0001）面时,电荷均从吸附粒子转移到了表面粒子,吸附后的Ga原子和GaCH₃略微带有正离子性,理想表面和H覆盖表面却恰好相反。（3）结合态密度分析发现,吸附的Ga原子和GaCH₃中Ga原子的4s、4p轨道均有不同程度的杂化现象（表面Ga原子的4s、4p,N原子的2s、2p也均有杂化现象）,并且与表面近邻原子形成了带有离子性质的Ga-Ga、Ga-H和Ga-N共价键（键强关系:Ga-N>Ga-Ga>Ga-H）。（4）Ga原子在NH₂覆盖GaN（0001）面上扩散能垒最大,因此表面过量的NH₂会抑制Ga原子的扩散。对于GaCH₃也有相同的结论。