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GaN系列材料作为第三代宽禁带半导体材料的代表，有着广阔的应用前景，特别是蓝、绿光以及紫外波段的新一代光电子器件，包括发光二极管，激光器和探测器这三种光电子器件，以及白光照明、紫外光源这两个重要的新技术领域。其基础性质及应用研究一直是一个相当引人注目的课题。过去的二十年，生长技术和器件应用得到了突飞猛进的发展，相继实现了蓝光、绿光和紫外LEDs以及蓝光和紫外LDs的商业化生产。不过，还有很多问题需要解决，例如制作大功率输出器件，提高辐射复合效率，解决发光随注入电流蓝移等问题。光学偏振特性也是一个重要的研究课题，目前对非极性面A面和M面的研究比较深入，但是对半极性面和极性而的研究较少。我们就半极性面和极性面的光学各向异性及应变对其的影响进行了理论研究，得到了一些有意义的结果。
(1)采用紧束缚近似理论，同时考虑压电效应，研究了纤锌矿GaN材料C面内激子跃迁能随方位角的变化关系。结果表明，在k=0点附近，激子跃迁能是各向同性的。但是远离k=0点，激子跃迁能随方位角有一个60°周期的各向异性，在理论上解释了实验中观测到的现象。双轴应变和电场对这个各向异性影响不大，载流子浓度对其起决定性的影响。
(2)半导体材料的能带结构可以通过应变来调制。C面内双轴应变对纤锌矿GaN能带的调制作用不明显。而单轴应变可以改变材料的结构对称性，对能带的调制比较明显。我们采用k·p微扰理论研究了单轴应变对GaN材料能带的调制，以及对光学跃迁性质的影响。色散关系表明，C面单轴应变可以使得能带在kx-ky方向有各向异性的分裂，这可以降低能态密度。另一方面，单轴应变可以引起巨大的平面光学各向异性，因此可以降低阈值载流子密度，有利于提高激光器的性能。我们给出了光学偏振特性和单轴应变的关系。
(3)采用k·p微扰理论研究了双轴应变对半极性面的GaN材料带间跃迁能和光学性质的影响。结果显示，随着双轴应变从-0.5％变化到0.5％，跃迁能会逐渐降低；另一方面，面内存在巨大的光学各向异性，应变对其的影响很大。我们详细的讨论了极化方向和应变的关系。这些结果对制作R面GaN基器件的有很好的指导意义。