热电材料能够基于Seebeck和Peltier效应实现热能-电能之间的相互转换,构成的热电器件具有体积小、重量轻、工作时无噪声、无摩擦损耗以及易于维护等优点,是一种极具应用潜力的清洁能源材料,在世界范围内得到了广泛关注和研究。热电器件转换效率低,这主要是作为核心部件的热电材料的性能不高。因此,优化提高传统热电材料的性能,寻找新的有潜力的高性能热电材料,成为了促进热电器件大范围应用的有力保障。Half-Heusler热电材料在最近20年得到迅猛发展,主要适用于中高温区（>500 K）。Half-Heusler合金是MgAg As型的半导体,典型通式是ABX,A可以是过渡金属、碱土金属或者稀土元素,B是过渡金属或者碱金属,X是主族元素。Half-Heusler材料具有较高的对称性和较好的电子输运性质,组成原子均属于重元素,实验中易于实现掺杂且可掺杂的元素种类丰富,但是较高的热导率限制了Half-Heusler材料性能的提升。因此优化Half-Heusle材料的ZT值是促进Half-Heusler材料走向应用的首要任务。在本文中,我们采用第一性原理计算的方法研究了ZrNiPb中等电子掺杂对能带结构,晶格热导率以及热电性质的影响。具体的工作如下所述:（1）采用第一性原理计算方法结合半经验的Boltzmann输运理论进行计算,研究了Half-Heusler结构的ABPb（A=Zr,Hf;B=Ni,Pd）的电子结构和电输运性质。电子结构计算表明这四种材料都是窄带隙的半导体,CBM主要来自于A-d和B-d轨道,Pb的轨道贡献很小,VBM主要来自A-d的贡献,其他原子贡献很小。我们得到了p型和n型掺杂下这四种结构在不同温度下的择优掺杂浓度以及功率因子。结果表明这四种结构都是很好的n型材料。结合ZrNiPb的实验数据和计算结果,我们拟合了载流子的弛豫时间与温度以及载流子浓度的关系,据此给出了在择优掺杂浓度下功率因子与温度的关系。我们得到的功率因子和实验值一致,且p型和n型结构的功率因子在600 K以下均能达到4.22μW cm^-2K^-1。（2）我们采用Hf对ZrNiPb中Zr原子进行等电子掺杂,并对掺杂结构的晶体结构、电子结构和热电性质进行了研究,由于重元素的存在,我们对体系所有原子考虑了SOC作用。结果表明,掺杂导致了晶体对称性的降低,掺杂后的结构都是热力学稳定的窄带隙半导体,带隙在0.256 eV–0.385 eV。采用Phono3py和Slack模型的计算结果表明Hf原子掺杂后新结构的晶格热导率相比于Zr NiPb有了显著的减小,在室温下从13.1Wm^-1K^-1（ZrNiPb）降低到0.23 Wm^-1K^-1(Zr_0.75Hf_0.25NiPb)。声子谱的计算结果表明掺杂对声学支以及光学支的频率有明显的减小,增强了声学支和低频区光学支的耦合,从而增强了声子的散射作用。但是功率因子相比掺杂之前基本无改变,因此我们认为通过掺杂得到的Zr_0.75Hf_0.25NiPb,Zr0.5Hf0.5NiPb,Zr0.25Hf0.75NiPb的p型和n型结构都是具有潜力的高热电性能半导体材料。