作为具有重要应用前景的第三代半导体，III族氮化物半导体材料在过去的20年中始终是学术界和产业界研究和开发的热点。目前，基于III族氮化物的短波长半导体光电器件，包括蓝光半导体发光二极管(LED)，蓝/紫光半导体激光器，深紫外半导体发光二极管和探测器，已被广泛的应用在了固态照明，高密度光存储，大屏幕投影显示，以及生物医学等诸多领域中。然而，这一类器件在结构设计和发光效率方面，仍有不小的提升空间。这就需要继续对器件结构和材料物性做进一步的深入分析。　　 量子阱是半导体发光器件有源区中最常用的结构。本文工作首先从基于简并微扰论的能带计算方法(k-p方法)出发，对具有六方结构的纤锌矿III族氮化物的体材料和量子阱有源区的能带结构的理论计算方法展开研究，并从本质上揭示半导体体材料和器件有源区结构中的能带特性和载流子填充特性。继而，我们以理论计算得出的能带结构为基础，进一步对导带和价带诸子带之间的跃迁矩阵元和光增益的计算过程进行研究和探讨，从而最终确立起讨论体材料和量子阱的能带结构，载流子波函数分布，费米填充特性，跃迁矩阵元和受激光增益等问题的一整套有效的计算方法。　　 此后，本文以理论计算模型为工具，针对量子阱有源区中因异质材料之间晶格失配而造成的压电极化电场对跃迁发光产生的影响展开了研究。首先通过阴极射线荧光光谱测量，对量子阱中因压电电场导致的量子限制斯塔克效应进行实验确认和理论阐述。继而，以计算模型为依据，针对目前学术界提出的两种新型量子阱(交错型势阱和三角形组分渐变势阱)展开研究，并与传统的方形势阱进行对比。通过对能带结构，载流子填允特性，增益注入关系等物理问题进行计算，得到的对照结果与相关实验报道取得了较好的一致。