Исследована энергетическая структура и взаимодействие электронов с локальными колебаниями решетки для точечных дефектов в AlN. На основе теории функционала плотности проведены расчеты энергий формирования и термодинамических уровней переходов между зарядовыми состояниями для собственных дефектов, а также дефектов и комплексов, содержащих примеси углерода, кислорода и кремния в AlN. Проведены расчеты энергий локальных фононов, параметров Хуанга-Рис и формы полос люминесценции при различных температурах для различных точечных дефектов в AlN. Рассмотрены переходы зона проводимости – дефект, валентная зона – дефект, донорно-акцепторные и внутрицентровые переходы. Для оранжевой полосы фотолюминесценции в AlN определены несколько донорно-акцепторных переходов с наиболее близким положением расчетной энергии максимума люминесценции к эксперименту. Большой Франк-Кондоновский сдвиг оранжевой полосы фотолюминесценции в AlN, наблюдающийся в эксперименте, объяснен с учетом релаксации решетки как для акцептора так и для донора. С использованием теории функционала плотности рассчитаны миграционные барьеры и миграционные траектории самодиффузии в подрешетке элементов третьей группы в AlN и GaN, диффузии Ga в AlN и Al в GaN для вакансионного механизма диффузии. Рассчитан коэффициент взаимной диффузии на гетерогранице GaN/AlN. Экспериментальные данные спектроскопии протяженной тонкой структуры рентгеновского поглощения (EXAFS) и просвечивающей электронной микроскопии сверхрешеток GaN/AlN описаны теоретической моделью, предполагающей вакансионный механизм диффузии.