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近年来，氮化镓(GaN)材料由于其在发光器件，光电子器件及高功率器件上的巨大的应用价值而受到广泛的关注。其中氢化物气相外延(Hydride VaporPhase Epitaxy——HVPE)具有生长速率高、反应简单等优点是制备自支撑GaN衬底最广泛的方法之一。随着技术的改进，成本的降低，HVPE生长的同质衬底正逐步取代原来的异质外延，应用于制备多种高性能器件。而目前对于GaN材料的相关的生长结构、光学特性以及电学特性的认识，多数是基于异质外延材料的基础上，这部分知识已不能满足现阶段的需要，而对于高质量GaN衬底的研究正是目前迫切急需的。 针对上述研究现状，本论文重点开展了三方面的研究工作: 1、系统地研究了HVPE生长的GaN块状单晶的生长结构与其光学特性。利用同一块GaN晶体材料中切割出的一系列样品，通过综合运用阴极荧光(CL)、高分辨X射线衍射分析(HRXRD)、显微拉曼（Raman）、二次离子质谱(SIMS)和变温光致发光(PL)等表征手段深入研究了HVPE生长的GaN块状单晶的结构特性、光学特性和其生长过程的联系。实验结果发现，HVPE生长的GaN块晶整体都处于无应力状态，具有相当低的位错密度与杂质浓度。由于HVPE生长的特点，Si杂质会在生长过程中由石英反应腔引入，这一过程中，位错线对于杂质的俘获有极为重要的作用:沿生长方向样品中Si杂质的浓度与位错线呈现相同的下降规律。位错线周围的Si施主作为晶体中主要的浅施主杂质，在光致发光过程中，它会与相应的深受主复合，进而发出黄光。同时，进一步观测到了低温下Si相关的双电子卫星峰(TES-Si峰)发光与黄光带发光之间的竞争关系，而Si杂质作为重要的枢纽，联系了这两个不同的复合过程。 2、系统地研究了HVPE生长的GaN块状单晶的宏观电学特性及其内在散射机制。利用同一块GaN晶体材料中切割出的一系列样品，进行了变温(30K～300K)的霍尔电学测试，并运用模型对所测得的迁移率-温度曲线进行了理论计算和分析拟合。从而发现，对于HVPE生长的高质量的GaN晶体(Ns≤106 cm-2)而言，位错散射不再起主导作用。同时，杂质浓度对于高质量GaN材料的电学特性的影响却更加凸显:通过杂质的掺杂，可以有效的提高材料中载流子的浓度;相反的，杂质浓度的降低，又有助于材料迁移率的提高，对于相关器件的设计制备提出了重要的思考方向。 3、创新性的利用紫外拉曼研究了强电场下的GaN材料特性。对一系列不同掺杂的GaN样品进行了拉曼测试，发现了GaN材料在紫外激光下相较于可见光测试的A1(LO)声子的拉曼红移。通过一系列表征手段，证明了这种红移来源于GaN样品表面区域的强电场(＞106 V/m)导致的声子振动模式的改变。发现了强电场下GaN材料的极性声子特性，并为材料在强电场下的实验研究提供了新的思路。