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半导体材料技术是电子与微电子技术产业的核心,从20世纪开始,随着电子学和微电子技术的飞速发展,半导体材料技术也进步迅速。其中GaAs是备受关注的一种半导体材料,它的光电特性优越、应用也非常广泛。在半导体制造工艺迅速发展的同时,研究人员发现了一种改变材料特性的方法,用不同的掺杂方法对原材料进行不同杂质的掺杂,获得性能独特的半导体材料。本文根据量子力学的第一性原理（First-Principles）,利用密度泛函理论（DFT）计算方法,对Al替位掺杂GaAs材料(AlxGa1-xAs)的特性进行了研究,得到以下结果:（1）计算分析了Al组分分别为3.13%、6.25%、12.5%时对AlxGa1-xAs材料的电子结构和能带的影响,结果表明:掺杂Al后,引入杂质能级,使得Al掺杂砷化镓材料禁带宽度减小,Al组分为3.13%、6.25%及12.5%体系的禁带宽度分别0.63eV、0.68eV、0.73eV,且均小于本征GaAs的禁带宽度,但掺杂材料仍是直接带隙半导体。随着Al组分升高,能级杂化程度增大,Al组分影响增强,总态密度峰值线性减小。（2）分析了Al组分分别为3.13%、6.25%、12.5%时对AlxGa1-xAs材料光学性质的影响,结果表明:Al掺杂后,体系的静态介电常数略大于本征GaAs的静态介电常数,且随着Al组分的增加,吸收系数增大,静态介电常数减小,折射率减小,能量损失函数的峰值减小,静态反射率波动较小。（3）讨论了各Al组分不同掺杂位置对AlxGa1-xAs材料特性的影响,结果表明:Al组分为3.13%、掺杂位置为中心时,静态介电常数最大,吸收系数、折射率、反射率和消光系数发生蓝移现象,在表面位置掺杂时,能量损失谱发生明显的蓝移现象;Al组分为6.25%,Al原子间隔分布时,吸收系数、能量损失谱、反射率发生蓝移,能量损失谱的峰值最大;Al组分为12.5%,[0 1 0]晶向掺杂时,禁带宽度最大,且导带底没有杂质能级,禁带宽度是其他位置掺杂的2倍,复介电常数、吸收系数、折射率、消光系数发生蓝移现象,能量损失谱在高能量阶段发生明显的红移现象。