氧化锌(ZnO)是一种具有多种性能的直接宽禁带半导体材料,这种材料的结构和性能具有很强的设计性。本文采用第一性原理的方法对ZnO的本征缺陷、组成掺杂以及外力对其电子结构和光学性能的影响等进行了研究,并通过比较分析,寻求其中的原因。全文主要可分为三个部分,第一部分对较有争议、机制复杂的ZnO的四种本征点缺陷的电子结构进行了研究；第二部分对ZnO的理论研究较少的非故意掺杂H、C,很难实现p型转变的Na掺杂以及掺杂方式难以界定的Al掺杂进行了分析；第三部分计算了不同外力对ZnO的电子结构和光学性能的影响。其主要内容和结果如下：1、计算了理想配比ZnO的电子结构,在此基础上计算了四种本征缺陷。结果表明：ZnO是一种直接禁带半导体材料。Oi缺陷产生了一个受主能级；Vzn缺陷在价带形成了一个受主能级；VO缺陷在带隙内产生一个深施主能级。Zni缺陷的介入使能带整体向下移动,形成一个新施主能级。Zni缺陷是导致ZnO呈现n型导电性的主要原因。2、计算和分析了ZnO非故意掺杂H/C、Na掺杂和Al掺杂。结果表明：(1)非故意掺杂H易在两个位置上存在,形成H-O键；非故意掺杂C引起晶格较大畸变,高能位易形成CO2,而在低能位下可以在晶格上留存。(2)单纯Na掺杂很难使ZnO呈现p型,Zni和Nai对NaZn具有强烈的补偿作用。(3)研究了不同的Al掺杂机制,间隙Al掺杂产生深能级缺陷；替代Al掺杂产生新施主能级。3、计算和分析了外力下对ZnO的电子结构和光学性能的影响。结果表明：随着外力的增加,(1)ZnO体积变小,带隙宽度整体展宽；(2)价带部分向低能端移动,导带部分向高能端移动；(3)光吸收函数、反射系数、折射指数、介电函数、损失函数中的各峰向高能端漂移。