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AlN半导体薄膜的亚稳立方结构相比其稳定的六方相具有独特的性质,如高度的晶体对称性有望降低光子散射和掺杂难度、(001)生长方向不存在极化电场等,是极具潜力的光电子和微电子材料。但是,立方AlN的亚稳特性使得其薄膜的外延生长十分困难。激光分子束外延是一种优异的非平衡成膜技术,非常适用于亚稳AlN的外延生长。因此本论文采用该技术在MgO衬底上制备立方A1N薄膜,系统研究了衬底温度、激光能量、激光频率和N2分压对薄膜晶体结构和表面形貌的影响,揭示了薄膜的能带结构和光电特性,并分析了薄膜的表面演变机制,主要研究结果如下：1.衬底温度在650～750℃、激光能量在80-150mJ/p时,在MgO(100)衬底上均制备出了(200)单一择优取向的立方AlN薄膜,其中衬底温度为700℃、激光能量为150mJ/p时,立方A1N薄膜的结晶质量和表面形貌最好。2.当N2分压为0.01Pa时,AlN薄膜以非晶态结构存在；N2分压在0.1～10Pa范围时,AlN薄膜呈立方(200)面择优取向,随着N2分压的增加立方A1N薄膜的结晶取向变差。激光频率在5～9Hz范围时,立方AlN薄膜呈单一的(200)择优取向,且随着频率的增加,薄膜的横向振动吸收出现宽化。在10Hz时,AlN薄膜呈六方纤锌矿结构。因此,MgO(100)衬底上制备立方AlN薄膜的优化工艺参数为：衬底温度为700℃,激光能量为150mJ/p,N2分压为0.1Pa,激光频率为5Hz。3.在优化工艺条件下制备的立方AlN薄膜与衬底的取向关系为A1N (100)[100]‖Mg(100)[100],其光学电子禁带宽度为5.06eV,介电常数约为8.2。4.立方AlN薄膜的表面演变分析表明,随着沉积时间的增加薄膜呈Stranski-Krastanov生长模式。在沉积初期,AlN原子倾向于优先沉积在衬底台阶处,表面粗糙度略有增加。随后,薄膜表面变得起伏不平,出现三维岛状AlN。在接下来的三维岛状生长中,表面粗糙度快速上升,而且在岛的顶部可以观察到明显的缺口,随着沉积时间的继续延长,由于岛的扩展与合并,缺口逐渐闭合。沉积2h时,我们获得了粗糙度为1.06nm的光滑表面。