本论文选择基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，对GaN晶体和极性表面的缺陷结构进行了模拟计算。所有的计算均采用Materials Studio4.0中的CASTEP软件包。　　 首先，计算了六方GaN、Ga0.875N、Ga0.750N、GaN0.875和GaN0.750，五种模型的能带结构、差分电子密度、电子态密度，详细讨论了不同空位缺陷对GaN性能的影响。结果显示，带隙宽度随着Ga空位或N空位的增加不断增大，Ga空位是一种受主缺陷，N空位是施主缺陷；N空位的增加导致GaN电导率的下降。　　 其次，在周期性边界条件下的k空间中，对GaN(0001)面本征点缺陷(Ga空位、N空位、Ga替代N、N替代Ga、Ga间隙、N间隙)进行了理论研究。电子局域函数显示了表面缺陷电子密度变化，表面Ga原子空缺处有非常明显的缺电子区域，悬挂键临近N的电子密度增大，有利于对金属原子的吸附。N原子空缺处的Ga原子，其ELF值为0.16-0.45，有利于同电负性较大的原子结合。通过分析Vaa和VN缺陷表面的态密度，发现：VN缺陷导致费米能级向高能导带移动得到n型GaN(施主)，VGa缺陷引起了费米能级向价带方向移动是受主缺陷。　　 通过分析点缺陷对表面结构的影响，发现：空位缺陷对晶格结构影响较小；替位Ga与Ga5原子键断裂并与周围近邻Ga原子形成金属键，Naa缺陷的存在使周围N原子自发地与Naa原子团聚；间隙Ga原子的存在使表面层Ga1原子弛豫到了真空层。通过计算各点缺陷形成能的大小得到：Ga间隙缺陷比N间隙缺陷更容易形成，在富N条件下，虽然Vaa和VN均容易出现，但No，Gao间隙缺陷形成能比VN缺陷的形成能更低；在富Ga条件下，Gao、GaN和VN缺陷较容易出现。　　 同时我们也计算了GaN(0001)表面空位缺陷的形成能，结果显示：无论在富镓或富氮氛围下暴露在最表面的N空位缺陷是最容易形成的。DOS图显示：N空位促使费米能级向导带方向移动，VN是施主缺陷。　　 最后，采用分子动力学的方法对表面N空位缺陷的扩散进行了模拟。