Ⅲ族氮化物材料（GaN、AlN、InN及其多元合金等）制备获得的量子阱结构可以覆盖比较宽的波段范围,且具有高的LO声子能量和电子弛豫速度,因此在光电探测领域获得了越来越多的关注,其中基于子能带跃迁和输运原理的Ⅲ族氮化物量子阱红外探测器在高温、高压以及强电场等极端情况下都表现出了优异的性能。Ⅲ族氮化物量子阱结构具有比较强的极化效应,使得特定子能带跃迁峰值波长的红外探测器的设计与实现变得困难。如果能够通过数值计算方法对Ⅲ族氮化物量子阱结构的子能带跃迁和输运特性进行定量计算,探究结构参数对峰值波长、峰值吸收系数和光电流的影响,那么对于深入理解材料的物理性质以及光电探测器件的性能调控具有非常重要的参考价值。基于此,论文采用自洽求解方法和蒙特卡洛模拟方法,对Ⅲ族氮化物Al GaN/GaN量子阱和GaN/In GaN量子阱结构的子能带跃迁和输运特性进行了深入理论研究,主要研究成果如下:（1）基于自洽求解的方法,建立了Ⅲ族氮化物量子阱结构的子能带跃迁特性计算模型,并计算了在一定变化范围内势阱宽度、势垒宽度和合金组分对于极化电场、子能带能量本征值、电子面密度、子能带跃迁峰值波长和峰值光学吸收系数等特性的影响。计算结果表明,Ⅲ族氮化物量子阱结构的子能带跃迁峰值波长处于红外波段。对于本论文中的AlxGa1-xN（2 nm）/GaN（1.5 nm）量子阱结构,当势垒Al组分x为1,势阱掺杂浓度为1 1019 cm-3时,子能带跃迁峰值波长为1.557μm,与实验测量值1.55μm比较接近;峰值光学吸收系数为7.58 10~5 cm-1。随着势阱、势垒宽度的增加或Al GaN势垒Al组分的减小,峰值波长增加,峰值光学吸收系数减小。对于本论文中的GaN（25nm）/In0.15Ga0.85N（3.7 nm）量子阱,当势阱掺杂浓度为1 1019 cm-3时,子能带跃迁峰值波长为6.469μm,峰值光学吸收系数为6.5 10~4 cm-1。势阱、势垒宽度的增加,都会导致峰值波长增加,峰值吸收系数减小;随着In GaN势阱In组分的增加,峰值波长减小,峰值吸收系数增大。在以上几项参数中,势阱宽度和合金组分对于峰值波长的调控作用更为显著。此外还对Al GaN/GaN量子阱和GaN/In GaN量子阱的带间跃迁峰值波长进行了计算,前者波长处于紫外波段,后者处于可见光波段。（2）基于载流子的散射理论和蒙特卡洛模拟方法,首先建立了Ⅲ族氮化物量子阱结构的输运特性计算模型。基于该模型,计算了Ⅲ族氮化物量子阱载流子的电离杂质散射、声学波形变势散射、声学波压电散射、光学波形变势散射和极性光学波散射等散射机制的散射率,计算结果表明,以上散射机制中,极性光学波散射在量子阱输运中占据主要地位。基于该模型,计算了外加电压下电子的平均漂移速度,并计算了不同势阱宽度、势垒宽度和合金组分下量子阱的光电流和响应度。计算结果表明,在峰值波长和相同外加电压下,对于本文中的Al GaN/GaN量子阱结构,随着势阱宽度、势垒宽度和Al组分的增加,光电流呈现出减小趋势;对于本文中的GaN/In GaN量子阱结构,随着势阱In组分的增加或势垒宽度、势阱宽度的减小,光电流增大。论文中建立的子能带跃迁和输运特性计算模型,具有比较好的通用性,可以用于其他量子阱结构相关特性的计算。本论文的研究结果,可以为Ⅲ族氮化物量子阱光电探测器的设计提供参考。