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随着科学技术的进步和发展,纳米技术得到了广泛的应用。因纳米ZnO半导体材料具有独特的物理或化学特性,近来在世界范围内受到了研究者的普遍重视。但目前采用各种方法制备的ZnO半导体纳米材料一般都呈现N型导电特性,ZnO材料的P型掺杂一直没有很好的解决。一种半导体材料能达到实用化应用的基本要求是材料必须能方便的实现N型及P型导电特性。为了更好的利用ZnO这种新型的半导体材料,拓展ZnO半导体材料的应用领域,目前世界范围内科研工作者都在大力研究如何解决ZnO半导体材料P型掺杂改性问题,以期尽快实现ZnO半导体材料及器件的应用。针对此问题,本文首先在实验上开展了N掺杂ZnO纳米线的制备及光学特性的研究工作,试图从实验角度解决ZnO纳米线的P型掺杂改性问题。在实验的基础上,论文还利用MS软件,从理论的角度研究了N原子嵌入ZnO的晶体结构后,N掺杂ZnO晶体的电子能量损失谱及光学特性,从理论上计算分析了纳米ZnO材料N型及P型导电特性的起因及结构中的本征缺陷对晶体结构、光学特性的影响。本论文主要开展了如下工作：(1)首先介绍了纳米ZnO半导体材料的晶体结构、特性及其研究发展现状,介绍了应用结构中的本征缺陷,并对半导体的掺杂改性技术和MS的理论计算进行了详细的说明。(2)采用化学气相沉积法,以ZnO(99.99%)粉末和石墨粉末(99.99%)为反应物,通入高纯NH3气体为N掺杂源,在Si(111)衬底表面制备了N掺杂取向ZnO纳米线阵列。并利用实验仪器X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对实验结果进行表征,根据电子能量损失谱得到实验数据。(3)本文的侧重点就在于,利用Materials Studio软件中的Materials Visualizer模块,根据已知空间群类型、晶体结构参数和元素类型创建了ZnO晶体结构,并利用CASTEP模块对N掺杂ZnO晶体模型进行了理论计算,得到了N掺杂后ZnO晶体模型的电子能量损失谱及光学特性,并将实验得到的N掺杂ZnO纳米线的电子能量损失谱与软件建构的电子能量损失谱进行了比较,判断了利用软件模拟计算中给定初始值的正确性,并分析了计算与实验结果产生误差的原因及改进的方法,以期将来将Materials Studio推广到其它材料理论计算领域。