AlN基深紫外发光二极管（LED）凭借其优良的特性,在疫情防控、污水净化、医疗健康等领域发挥至关重要作用,但是有源区量子阱结构中存在量子限制斯塔克效应,使LED发光效率下降从而限制了其广泛应用。非极性a面AlN（α-AlN）能够从根本上解决极性AlN引起的量子限制斯达克效应（QCSE）问题,是提升Al Ga N基发光器件发光效率的有效途径。由于非极性AlN与r面蓝宝石衬底之间存在较大且不均匀的失配度,目前难以实现缺陷密度低、表面平整度高的非极性α-AlN。高温热处理是一种提高AlN质量的有效方法,但在热处理过程中,非极性α-AlN缺陷密度降低及表面形貌演变的物理机理仍不明确,直接影响了α-AlN质量提升与表面改善。本研究通过对α-AlN薄膜在不同条件下进行高温热处理,降低了α-AlN材料中缺陷密度,并对样品的物性进行了表征与分析。结合第一性原理计算,揭示了高温热处理影响α-AlN薄膜的物理机理。在此基础上,利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）的方法,进一步降低了α-AlN缺陷密度。主要研究工作进展如下:1、高温热处理法调控α-AlN缺陷并揭示其机理研究了高温热处理过程对磁控溅射α-AlN薄膜中缺陷密度的影响规律,及缺陷密度降低的物理机理。根据X射线衍射（XRD）摇摆曲线扫描（XRC）的测试结果,高温热处理可以明显改善样品晶粒的扭转倾斜程度,降低样品内堆垛层错密度,在1700℃温度下热处理180 min后,层错密度下降至5500 cm^-1。利用第一性原理对高温热处理过程中I1类型堆垛层错湮灭的最小能量途径进行了计算,结果表明,热处理为层错的迁移以及湮灭提供能量,从而降低层错密度;同时结合结构搜索结果对层错的湮灭过程进行了阐释,即两层I1类型层错通过合并为一层I3类型层错的过程实现湮灭。2、MOCVD外延法调控α-AlN缺陷在高温热处理α-AlN/r-sapphire基础上,利用MOCVD方法进行α-AlN材料外延生长研究。结果表明,基于高温热处理α-AlN/r-sapphire模板外延能够实现α-AlN缺陷密度进一步降低。通过生长参数的优化,实现了堆垛层错密度～3900cm^-1的α-AlN材料。3、调控α-AlN表面形貌并阐明其机理为探究高温热处理对非极性α-AlN表面的影响及物理机理,对样品的表面形貌演变进行了表征与分析。结果表明,热处理后的α-AlN表面出现了沿c轴方向条纹形貌。计算了Al/N原子在纤锌矿结构AlN不同面的结合能,计算结果表明Al/N原子在c面（-4.41 e V/-8.41 e V）的吸附能力比a面（-2.67 e V/-0.83e V）和m面（-2.75 e V/-2.47 e V）更强。因此在高温热处理过程中,Al/N原子更趋向于从a面与m面脱附,而在c面吸附,是α-AlN样品表面沿c轴方向的条纹形貌随着热处理温度（时间）增加而增加的原因。