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本研究采用物理气相法，在高纯氮气气氛下制备氮化铝(AlN)晶体，得到了最大尺寸为1.8mm×Φ1mm的氮化铝单晶体和5×Φ36mm的氮化铝多晶片以及厘米级的氮化铝多晶体。实验发现在不同的生长环境和生长条件下，AlN晶体的形态明显不同。在AlN粉料上得到的AlN晶体大多为单晶体，其中有规则的生长取向为[0001]晶向的六棱柱形和六棱柱锥形的AlN单晶体，也有生长取向为其它晶向的六棱柱形的AlN单晶体和不规则几何形状的AlN孪晶体。在钨坩埚盖上得到密集的AlN多晶体，多晶层的厚度因温度、温度梯度和气压等实验参数的不同而不同。
氮化铝晶体的生长过程是一个复杂的过程，晶体形态和晶体质量受很多因素的影响。有很多问题需要研究。本论文主要做了以下几个方面的工作：1、采用不同方法对氮化铝粉料进行预处理，研究它对氮化铝晶体形态的影响。实验结果表明，通过对氮化铝粉料的预烧结，可以有效地减少粉料中杂质的含量，实现合适的气体输运速率，从而得到了尺寸较大、质量较高的六棱柱形的氮化铝单晶体。2、讨论了生长温度对AlN晶体形态的影响，结果表明当温度较低时只能得到氮化铝晶须，温度高于2000℃以后将得到氮化铝晶体。3、采用改进的物理气相法研究温度梯度对AlN晶体形态的影响，研究表明较小的温度梯度下得到规则的六棱柱形氮化铝单晶体。4、对氮化铝多晶片进行加工处理，多晶片纵面结构反映晶体生长规律。5、采用氮化法在蓝宝石(001)衬底上制备氮化铝薄膜。生长的AlN薄膜具有良好的(002)择优取向，其半峰宽为0.2°。利用X射线衍射(XRD)分析薄膜结构和取向，X射线光电子能谱(XPS)分析薄膜的元素化学价态和组分。