Ⅲ-N材料及其掺杂特性尤其是p型材料的性质，是影响其在电子和光电器件应用方面的主要因素。本论文内容围绕GaN材料的射频等离子体分子束外延生长及其掺杂特性研究展开。以探讨和解决高温微波器件用Ⅲ-N基材料的关键科学和技术问题为目标，重点对GaN材料特性及掺杂行为进行了深入的物理研究，取得了以下主要研究结果： 用RF Plasma MBE生长技术，通过对Ga束流清洗、高温氮化和低温缓冲层生长等工艺的优化，在白宝石衬底上外延GaN，获得了GaN的三维成核二维生长的生长模式。所得GaN材料XRD曲线半峰宽最佳值为560arcsec，典型值为700arcsec。 通过对不同分子束强度Ⅲ／V比生长的外延层的表面形貌、生长速率和PL谱等的测试分析，确定了RF Plasma MBE生长GaN的优化生长条件，为以后的GaN掺杂和器件结构材料外延等工作提供了材料生长基础。深入研究了Ⅲ／V比对于GaN光致发光性质的影响，发现富Ga条件生长的GaN的PL半峰宽比富N样品更窄，说明富Ga的GaN结晶质量较好。随着Ⅲ／V比增加，GaN带边峰往高能方向移动。富Ga条件生长的GaN出现黄带发光，其可能与GaN中生成能最低的V_N和V_Ga等缺陷态有关。 采用RF Plasma MBE方法进行了GaN的Mg掺杂，研究了Mg掺杂温度、分子束强度Ⅲ／V比、生长温度等生长条件对于p型GaN电学和发光特性的影响，对于其中影响发光性质的有关缺陷和杂质态进行了探讨。研究了DAP、D⁺X、YL等发光峰随温度和Mg掺杂浓度的演变，并对其机理进行了分析。研究发现，DAP发光峰与Mg的掺杂浓度有一定的关系，在Mg轻掺和适度掺杂时，DAP复合占据PL谱的主导地位；当Mg重掺杂导致明显的自补偿效应时，DAP发光峰变弱，并且出现了黄带发光；随着分子束强度Ⅲ／V比增加，发光峰发生蓝移，空穴浓度相应增加；随生长温度的升高，空穴浓度也相应增加。 对于GaN材料的共掺技术进行了初步研究，采用Mg和Si对GaN进行了共掺杂，获得了p型电导的GaN，结合ADA模型分析了共掺效果，对于GaN共掺效应研究的进一步开展有指导意义。 采用RF Plasma MBE技术生长了Al_xGa_1-xN、InN和掺Si的GaN。在AlGaN的生