GaN基异质结可以在非有意掺杂的情况下产生高电子迁移率、高面密度的二维电子气(two dimensional electron gas,2DEG),以高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)的形式应用于高频、大功率电子器件。本文在微扰理论与玻尔兹曼输运理论的基础上,对InAIN/GaN异质结中普遍存在横向组分不均匀(lateral compositional inhomogeneity,LCI)的问题进行研究并建立LCI散射模型,为解释InAlN/GaN异质结的电子输运行为,预测性能潜力提升提供了理论基础。本论文主要研究内容如下:研究了 LCI散射的物理过程,提出了一种新的LCI散射机制——导带波动散射,并建立了理论模型,计算了导带波动散射对多种结构参数的依赖关系并与子带能级波动散射进行了对比分析。结果显示:导带波动散射限制的迁移率随着InAIN层厚度的增大而减小,子带能级波动散射限制的迁移率随着InAIN层厚度的增大而增大,两种散射机制限制的迁移率都随着In组分标准差的增大而减小,都随着ln组分相关长度的增大先减小后增大。研究了InAlN/AlGaN/GaN异质结中AlGaN插入层Al含量对LCI散射与合金无序散射的影响。结果显示:在Al摩尔分数为0.1的小组分范围内,合金无序散射是主要的散射机制,在该组分范围之外,子带能级波动散射是限制迁移率的主要机制;当Al组分大于0.52时,三种散射机制共同限制的迁移率超过无插入层结构的迁移率,AlGa]N层显示出对迁移率的提升作用。用Silvaco软件建立了HEMT器件仿真模型,研究了LCI散射机制和AlGaN插入层对HEMT器件直流输出特性和转移特性的影响。结果显示:子带能级波动散射明显降低了漏饱和电流与阈值电压,导带波动散射的影响可以忽略;AlGaN插入层A1含量增大能明显提高漏饱和电流并减小阈值电压。