硅微电子技术的发展是20世纪最引入注目的高技术成就之一，但是，当硅微电子技术越来越接近其量子极限时，对开发研制超高速大容量的光电子集成芯片也提出了重大挑战。然而由于c-Si材料是一种间接带隙半导体，所以间接光跃迁必须借助于其他准粒子，如声子的参与。因此硅基信息光电子材料的研究成为了全世界范围都重点关注的重大研究课题。近20年来，研究者努力通过各种方法试图改变硅的这一内禀缺陷，最为突出的就是硅中掺杂其他元素。其研究者发现，通过在硅中掺杂锗，不仅可以引起其晶格畸变，并且有效改变其吸收光谱，这对于作为制备红外探测器件的重要材料GeSi合金有很大研究价值。另外还有在Si中掺杂P、N等V族元素的研究报道虽然很多，但是关于IVA族磷化的光学性质却报道非常少。　　 本文采用基于密度泛函理论的第一性原理的超软赝势方法，利用Materialsstudio4.0(MS)软件中的CASTEP模块首先对c-Si的电子结构进行计算，然后根据其电子结构计算出了c-Si的光学性质，并将计算结果与实验数据进行对比判断软件模拟计算的正确性，从而分析导致计算产生误差的原因。依次对Ge:Si，M3P4(M=Ge，Si)电子结构及光学性质进行计算。基于这些计算结果，本文得到了以下一些主要结论：　　 1.首先我们计算得到的单晶Si的结果与实验值能比较好吻合，证明采用的计算方法是可行的、合理的，计算得到的结果是可信的。然后将Ge作为杂质原子掺杂到Si(2×1×2)超晶胞中，通过分析计算得到的能带结构结果，发现经过掺杂后能带结构发生变化，禁带宽度变窄，能级变得复杂。在光学性质方面，掺杂后的GeSi在红外光波段的吸收系数变化尤为明显。　　 2.计算赝立方结构的Si3P4、Ge3P4的电子结构及光学性质，结果显示对于Si、Ge的氮化物，Si3P4，Ge3P4的体模量和禁带宽度都明显变小。Si3P4有更大的静态介电函数，其折射率、反射率等都比Ge3P4大。　　 综上所述，本文的研究成果已得到预期目标。