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以AlN和GaN为基础的III族氮化物半导体材料,由于其在高亮度LED以及大功率电力电子器件中的应用而获得了广泛关注。金属有机化学气相外延（MOVPE）是生长AlN和GaN薄膜的主要技术[1-4],包括输运过程、气相反应和表面反应。前两者决定了气相前体（如MMAl、NH3、DMAlNH2、MMGa等）到达衬底上方的速率和浓度分布,而后者决定了薄膜生长的表面形貌、杂质组分和缺陷。本文利用量子化学的密度泛函理论（DFT）,考虑NH3和H2在AlN或GaN表面可能分解吸附为NH2和H,分别研究了AlN-MOVPE中两种主要吸附物种MMAl、DMAlNH2以及GaN-MOVPE中的主要吸附物种MMGa在NH2与H混合覆盖的AlN（0001）-Al面（简称AlN表面）和GaN（0001）-Ga面（简称GaN表面）的吸附与扩散,观察其表面NH2与H混合覆盖比例的变化对三种物种的表面吸附影响。通过比较不同覆盖度下吸附物种的表面吸附能、分波态密度、电荷变化以及表面扩散能垒,探讨AlN和GaN生长中的表面反应机理。主要的结论如下:（1）考虑在原子层外延（ALD）情况下,MMAl可能单独吸附在表面,研究了在NH2与H混合覆盖表面下MMAl的吸附与扩散,通过比较不同覆盖度下吸附物种的表面吸附能、电荷变化以及表面扩散能垒等,发现MMAl在NH2与H混合覆盖的AlN（0001）-Al面,随着NH2与H的覆盖度变化,MMAl均稳定吸附在T4位和H3位,吸附概率相近。随着NH2比例增多、H比例减少,MMAl吸附后都向AlN表面转移电荷,同时其吸附变得相对容易,扩散变得逐渐困难。与吸附前相比,吸附后MMAl中的Al-C键长缩短,键能增强,不利于CH3的脱离,导致引入C杂质的概率增高,表明MMAl既可能是生长中主要反应物质之一,同时也是引入C杂质的主要来源之一。若AlN表面存在覆盖H,吸附后的MMAl会促使表面覆盖的H原子倾向于脱离AlN表面,有利于后续生长。（2）研究了在金属有机化学气相外延（MOVPE）下,AlN生长前体DMAlNH2在NH2和H混合覆盖AlN（0001）-Al面的吸附,发现随着覆盖在AlN（0001）-Al面的NH2比例增多、H比例减少,DMAlNH2吸附后都向AlN表面转移电荷。与吸附前相比,DMAlNH2吸附后其中一个Alads-Cads键长增长,键能变弱,倾向于脱离,并且在表面H和NH2覆盖度为1:1时,在吸附过程中可能会脱离去一个CH3后吸附到表面。DMAlNH2吸附到表面后,会与表面生成新的Al-N键,并且表面原有Al-N键能会减弱,键长会增长,并且DMAlNH2吸附后与表面生成的Alads-Nsur的强度随着与表面生成的Alads-Nsur的数量的增多,其强度逐渐减弱。（3）研究了在金属有机化学气相外延（MOVPE）下,GaN生长前体MMGa在NH2和H混合覆盖GaN（0001）-Ga面的吸附,结果表明,在NH2与H混合覆盖GaN（0001）-Ga面,随着NH2与H的覆盖度变化,MMGa均稳定吸附在T4位和H3位,吸附概率相近。并且在表面同时覆盖75%的NH2和25%的H时,MMGa的吸附能最大。结合态密度图与差分电荷密度图表明,MMGa中的Ga原子与表面NH2中的N原子有相互作用,电荷从MMGa转移到表面,MMGa中的Ga的3s、3p轨道与NH2的N的2s、2p轨道发生杂化,在吸附过程中形成Ga-N键。与吸附前相比,吸附后MMGa中的Ga-C键长缩短,键能增强,不利于CH3的脱离,导致引入C杂质的概率增高,表明MMGa既可能是生长中主要反应物质之一,同时也是引入C杂质的主要来源之一。