氮化铝（AlN）是直接带隙宽禁带（～6.02 eV）化合物半导体,其具有优异的声光学性质和电学性质,在光电子器件领域有着巨大的发展前景。但目前基于AlN的光电器件的性能与理论预测差距较大。除了难以获得较高的有效掺杂之外,缺陷和杂质所引入的复杂的带间能级分布是主要的制约因素。本文通过X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等表征方法对AlN晶体进行了表征,并确定了AlN晶体表面为非极化m面,AlN晶体中唯一杂质元素为氧元素。本文使用266 nm激光对样品进行激发,通过设置不同的积分时间及测试温度采集余辉光谱,我们系统研究了AlN晶体中引起长余辉发光的缺陷和杂质以及温度对长余辉衰减的影响,并探讨了长余辉的发光机理。本文采用分段测试的方法对余辉光谱进行采集,该方法简单有效,测试的余辉时间高达5个数量级,在实验方法上存在一定创新性。主要研究内容及结论归纳如下:使用266 nm激光对AlN晶体进行激发,研究了室温下AlN晶体的余辉光谱。通过高斯分峰拟方法对余辉光谱进行拟合,确定了6个发光峰,包括紫外光（～3.66 eV、～3.47eV和～3.22 eV）,红光（～2.0 eV、～1.83 eV和～1.52 eV）,紫外光来自于电子在导带和VA1-ON中心辐射跃迁。红光来自于VA1-ON中心和价带之间的跃迁。使用幂函数对长余辉总衰减曲线和分波段衰减曲线进行拟合,发现紫外光波段与红光波段的衰减速率一样,与总的衰减趋势一致,并且都分为快衰减和慢衰减两个阶段。紫外光波段初期的慢衰减是因为存在一组短寿命的陷阱,后期的快衰减是（ON）-中心与(VAl-ON)1-、(VAl-2ON)0中心复合发光所形成。红光波段初期的慢衰减是(VAl2--ON-)3-中心与价带空穴复合产生,后期的快衰减是(V-Al-ON-)2-中心与价带空穴复合产生。使用266 nm激光对AlN晶体进行激发,研究了低温下（17 K、210 K）AlN晶体的的余辉光谱。17 K的余辉光谱除了观察到了室温下余辉光谱的6个发光峰外,还观察到了～2.45 eV和～2.7 eV两个发光峰,与VAl3-和VAl2-相关。各温度下初期的余辉发光强度与0 ms时的余辉强度差随着温度的升高而减小,所以初期时期衰减速率随着温度的升高而减小。210 K的衰减过程与17 K和297 K的衰减过程都有相对应的阶段。因此,我们猜测210 K的余辉衰减结合了17 K和297 K的衰减特性。通过紫外光对氮化铝晶体表面照射,由于其长余辉现象,可以观察到紫外光的照射轨迹。因此,可以利用氮化铝的长余辉现象可以记录光的运动轨迹。