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以GaAs或GaN为代表的Ⅲ-Ⅴ族半导体高电子迁移率晶体管（HEMT）被普遍认为是最有发展前途的高速电子器件之一。HEMT器件的性能主要依赖于Ⅲ-Ⅴ族半导体异质结中的二维电子气(2DEG)的输运性质。因此，研究异质结中二维电子气的输运机制，对于提高器件性能具有很重要的意义。该论文在波恩近似和玻尔兹曼输运方程的基础上，对影响二维电子气输运的几种新型散射机制作进行了系统的研究。论文分为以下部分：1.在玻尔兹曼输运方程的基础上，发展了二维各向异性散射模型，并利用此模型讨论了GaAs/InGaAs量子阱中的拉长型第二类量子点对二维电子气的近程散射。研究发现，由于量子点的拉长，其近程散射是各向异性的，沿着量子点的拉长方向有最小的散射几率，垂直于拉长方向有最大的散射几率。相应地，二维电子气沿着量子点的拉长方向有最大的迁移率，垂直于量子点的拉长方向有最小的迁移率。2.研究了AlGaN/InGaN/GaN异质结中第一类量子点对二维电子气的库仑散射作用。第一类量子点通过束缚电子对二维电子气产生库仑散射。与传统的合金散射和界面粗糙度散射相比，研究发现量子点散射在低电子浓度下是主要散射机制。3.研究了AlGaN/GaN异质结中倾斜刃位错对二维电子气的各向异性散射作用。研究发现，由于位错线是倾斜穿过二维电子气平面的，其库仑散射呈现各向异性，二维电子气沿着垂直于位错线的投影方向有最大的迁移率，而沿着位错线的投影方向有最小的迁移率。4.研究了AlGaN/GaN HEMT器件中Si3N4钝化层表面粗糙度对二维电子气输运的影响。研究发现，钝化层表面粗糙度会引起二维电子气的浓度波动，进而导致电子能级的波动，因此会对二维电子气造成散射。提高Si3N4钝化层和AlGaN势垒层的厚度可以有效增加二维电子气浓度，并抑制钝化层表面粗糙度散射强度。5.研究了面内磁场对半导体异质结二维电子气输运的调制。面内磁场通过洛仑兹力调控二维电子气的波函数偏移，导致二维电子气散射的不均匀性。我们在AlGaAs/GaAs单量子阱中，采用单边分布的第二类圆柱形量子点作为散射源，在面内的y方向引入磁场，计算结果表明，由于面内磁场的调制，二维电子气的散射几率呈现各向异性，迁移率在x方向有最大值。