宽禁带III-V族氮化物半导体材料在短波段发光器件、光探测器件以及抗辐射、高频和大功率电子器件方面有着广阔应用前景。本文重点研究了使用升华方法自成核生长氮化铝晶体和生长区域的热场分布。　　 本文讨论了自行研制的氮化铝晶体制备的升华－再结晶装置以及氮化铝(AIN)大块晶体通过升华氮化铝粉末的方式在氮气气氛中的生长过程。利用自行研制的感应加热设备成功地实现了在2300℃以上的氮化铝晶体生长。实验表明氮化铝的晶体生长方式为自成核生长，自成核生长的晶体生长在坩埚的内表面。　　 本文还讨论了氮化铝晶体生长过程和晶体质量对金属钨坩埚和热压氮化硼坩埚的依赖性。研究显示在金属钨坩埚中可以获得质量更好的AlN晶体。我们使用了X射线双晶摇摆(XRC)，拉曼光谱(Raman Spectrum)，高分辨透射电镜(HRTEM)和扫描电镜(SEM)表征了生长出的AlN晶体的生长方式和缺陷结构。晶体的平均位错密度为104cm-2，X射线双晶摇摆的半高峰宽为116arcsec,测量结果表明晶体利用升华氮化铝粉末的技术有可能获得高质量的氮化铝单晶。　　 在本文中还讨论了使用湿法腐蚀的方法研究了生长的AlN晶体的极性的可能性。实验结果表明湿法腐蚀技术可以成为一种有效手段来判断晶体极性，研究表明自成核生长的AlN晶体是沿Al极性方向生长的。　　 最后两章对采用有限元分析方法对感应加热产生焦耳热进行了详细的分析讨论，采用不同的热辐射分析策略，对不同坩埚形状、坩埚观察窗的直径大小以及线圈的位置等对热场分布的影响进行了数值分析，解决了感应加热氮化铝晶体生长系统热场设计的主要问题。给出了调节热场方法的理论依据，对进一步生长出高质量的氮化铝晶体具有指导意义。