GaN是一种具有直接宽带隙的半导体材料，在蓝色及紫外光电器件中有重要应用，如蓝色发光二极管，蓝色及紫外激光器，以及紫外探测器等。材料的表面电子态、电子结构和体态表现出许多不同的特征，如表面局域态、共振态，而这些性质是与其构成的光电器件性能及质量密切相关的，因此对于材料表面、界面的电子结构特性研究，是深入了解材料的物理性质和化学性质所不可缺少的。　　 鉴于GaN在技术方面的广泛应用，本文根据目前实验上对一些表面已有的研究结果，用第一性原理方法在理论上对GaN的体电子结构、光学性质，GaN的表几何结构、表面电子结构和光学性质进行了研究，所用软件Materials Studio中的CASTEP软件包。主要工作和结论如下：　　 第一部分：对六方晶系纤锌矿GaN的能带结构、电子态密度和光学性质进行了详细的研究。GaN理论计算的晶格常数和实验值相符合。通过对能带结构和电子态密度分析，从理论上验证了GaN属于直接带隙半导体，导带底和价带顶均位于布里渊区的G点处，计算的带隙值2.07eV，比实验值偏小，这主要是LDA计算方法的原因，GaN的离子键性质比较明显。同时，也计算了GaN的能量损失谱、介电函数、吸收系数等光学参数，利用半导体带间跃迁理论和GaN电子结构信息，对介电谱图和能量损失谱等的峰值进行了辨别和解释，定性分析了光学性质的成因。　　 第二部分：对GaN（0001），（1120）和（1100）表面的几何结构和表面电子结构的研究表明：这些表面不发生重构，但表面原子出现弛豫现象；GaN（0001）面，（1120）面和（1100）面具有不同方式的振荡驰豫，表面层间距的变化呈现一定的规律性。三种GaN表面电子结构特征非常相似，三种表面的光学性质的趋势相似，但是GaN（0001）表面相对于其他两个表面的介电函数虚部和吸收谱有一定的红移。