Zn O是一种新型的直接带隙宽带半导体,室温禁带宽度约为3.37e V,同时在室温下具有较大的激子束缚能(60me V),可以实现室温紫外激光发射。其在气敏传感器件、表面声波器件、压电器件、高温微电子器件和透明导电薄膜和紫外蓝光发射等方面具有良好的发展前景。本论文采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波赝势方法,计算分析了不同杂质结构对Zn O的电子结构和光学性质的影响。主要内容如下:1、研究Li、N不同掺杂结构与浓度对Zn O光电特性的影响。利用第一性原理平面波超软赝势方法计算了掺杂前后Zn O体系的电子结构和光学性质变化特性,分析了掺杂对Zn O晶体结构电子结构和光学性质的影响。计算了本征Zn O和li、N不同掺杂结构对Zn O的晶格常数、能带结构、电子态密度、介电函数、吸收系数的影响。结果表明:随着Li、N原子的掺入,体系的晶格常数略微变大,键长变长,体系的体积增大,系统的形成能为负值,体系稳定。费米能级进入价带,产生了空穴载流子,使得体系呈P型。但是在四受主掺杂中,两个Li-N缺陷均平行C轴且相邻的情况下,掺杂体系却显现出N型半导体特性。在高浓度掺杂中结构k(Li-2N缺陷的相邻位置出现一个Li-N不平行C轴的缺陷),体系也呈现N型特性,且结构的形成能相当低。说明杂质原子之间的作用会降低体系的形成能,形成施主补偿。结构l(Li-2N和不相邻的Li-N平行C轴),m(包含两个不相邻的Li-2N)缺陷的形成能为正值,说明过高浓度的掺杂不可行。2、M2-2N模型的电子结构。本文构建了M2-2N模型(M为与N共掺杂的Na、K、Ca、Cu、Mg、Al等原子),并对其电子结构进行了研究。计算结果表明Li2-N2掺杂模型的形成能低且呈现N型。通过对比分析,发现Na、K等原子与N共掺杂后体系呈现N型特性,而当M为Ag、Ba、Mg原子时掺杂体系呈现P型特性。电荷差分态密度显示Li、Na、K与N共掺杂时,N与N原子之间会形成共价键。本文计算结果为掺杂Zn O光电材料的设计与应用提供了理论参考,对新型光电材料与器件研发有着积极的意义。