宽禁带III-V族氮化物半导体材料在短波段发光器件、光探测器件以及抗辐射、高频和大功率电子器件方面有着广阔应用前景。本论文在系统总结了国内外GaN材料制备的研究历史和现状的基础上，研究了GaN和AlGaN/GaN材料的射频等离子体分子束外延生长及其特性，重点研究了氮化镓极性的控制及其对材料性能的影响，并对不同极性材料做了对比研究。整个论文工作以制备出高品质的Ga极性GaN外延层为目标，从蓝宝石衬底的预处理、衬底表面的氮化、不同缓冲层的选用、外延生长工艺优化，到极性的判断表征，不同极性材料的对比与应用等开展了多方面的研究和讨论，主要包括以下几个方面：　　 1.建立了GaN的RF—plasma MBE生长工艺并进行了条件优化。　　 2.指出在高温条件下生长AlN缓冲层时，铝氮比决定GaN的极性。　　 在富铝条件下可以得到Ga极性GaN，富氮条件下得到N极性GaN，而在铝氮比化学匹配时容易得到混合极性的GaN。　　 3.混合极性GaN经化学腐蚀形成一种多孔GaN结构，这种多孔GaN结构GaN可以在HVPE生长GaN厚膜时可以有效的缓解晶格失配所带来的应力。　　 4.对不同极性GaN材料进行对比研究，包括表面再构，表面形貌，化学稳定性和拉曼散射研究。　　 5.采用铟束流保护下的调制中断生长技术改善(0001)GaN表面形貌，并制备出高迁移率的AlGaN/GaN二维电子气材料。二维电子气浓度达到1.1×1013cm-2时迁移率达到1089cm2/Vs。