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GaN基Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料由于其独特的特性，在材料生长和光电器件的研究中引起了广泛关注。其主要优点是禁带宽度大、耐高温、耐酸碱、抗辐射、电子饱和速度高、漂移速度高、易于形成异质结构等，在制造高温、高频、大功率微电子器件和短波长光电器件方面都有巨大的潜力和广阔的市场。GaN基微电子器件在航空航天、灵巧武器、相控阵雷达、通信基站、汽车电子等领域有着极其重要的应用前景，是目前国际上研究的热点。
本论文中的主要目的是用MOCVD方法研制高阻GaN材料，并重点对其深能级进行了研究与分析，取得的主要成果如下：
1、采用MOCVD技术在非有意掺杂的条件下，在c面蓝宝石衬底上制备出了高阻GaN单晶薄膜样品，样品表面十分平整，表面粗糙度仅有0.3nm，样品的X射线双晶衍射摇摆曲线(0002)峰的半高宽为5.22arcmin。变温Hall测量发现样品的室温电阻率高达109Ω·cm以上，250℃时超过107Ω·cm，400℃时超过105Ω·cm。高阻形成原因除与位错、层错和深能级有关外，有机源中碳和氢的引入也是高阻形成的原因，碳在GaN材料中充当受主杂质。H作为一种两性杂质在n-GaN中起受主作用(H-)。
2、通过范德堡—霍耳效应法可以得出电阻率与温度倒数的关系，结合Arrhenius关系进行直线拟合，得到材料存在0.85和1.06 eV两个深能级。我们认为0.85eV的能级可能是镓位氮，1.06 eV的能级可能是间隙位氮。
3、采用热激电流(TSC)法，发现高阻GaN外延材料中存在0.185eV,0.232eV,0.299eV,0.517eV和0.581eV五个深能级，这五个能级与Huang通过TSC发现的深能级基本上一致。0.185eV的能级可能与表面态有关，0.581eV这个能级可能是氮空位造成的，0.517eV的深能级与W.Gotz和W.I.Lee在硅掺杂的及未掺杂的GaN材料发现的0.49 eV能级相接近，可能与硅相关(如氮位硅)。0.232eV和0.299eV这两个能级的起源还有待进一步研究。采用热激发光(TSL)发现样品中存在0.166、0.210、0.260、0.581和0.614eV五个深能级，这与TSC方式发现的能级相似。
4、采用光电流的淬灭(OQ)，我们发现材料在两束光照射样品时，如果一束光的能量大于带隙，另一束小于带隙，光电流将会减小。当背景光为340nm时，另一束光波长为564、680、740、768、828、920和930nm时都能看到淬灭现象。并且在连续光谱测量时发现当光的波长在385到716 nm和从723到1000 nm时，有两个淬灭带。在2.2eV附近光淬灭最为显著，通过陷阱模型分析，认为是空穴陷阱引起光淬灭现象，此陷阱可能是镓空位。
5、在高阻GaN的PL谱和光电流谱中，我们都发现了一个在2.2eV附近的发光峰。材料中如果没有黄色发光峰就没有持续光电导(PPC)现象，我们我们认为黄色发光峰和PPC现象可能是同一缺陷引起的。我们认为镓位氮缺陷或镓空位缺陷是高阻GaN黄色发光峰和PPC效应的起源，而Si∶GaN的黄色发光峰和PPC现象可能是由镓空位-络合物缺陷引起的。