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ZnXY2(X=Si、Ge和Sn;Y=P、As和Sb)化合物属于Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ2黄铜矿型结构半导体化合物,因为其特殊的电子结构和光学特性,其在非线性光学、半导体激光器、红外光学参量振荡器和太阳能电池等领域展现出十分广阔的应用前景。为了进一步了解这类化合物的微观电子结构与非线性倍频效应之间的内在联系,有必要对其结构和相关性能进行深入研究。本文用基于密度泛函的第一原理方法计算了ZnXY2(X=Si、Ge和Sn,Y=P、As和Sb)的晶格常数、弹性常数、体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比、电子态密度、能带结构、光学性能等,并采用准谐德拜模型计算了德拜温度、体积模量、热膨胀系数、定压比热容等热力学性能。本文主要计算结果如下:(1)ZnSiY2(Y=P、As和Sb)三个化合物的晶格常数的计算值与实验值以及其他理论计算值一致。计算的弹性常数表明,该系列化合物满足力学稳定性条件。弹性模量显示这些晶体材料的抗压缩性能比抗剪切性能强,其中ZnSiP2的刚度最高;B/G比值显示这些化合物均属于脆性半导体材料。电子结构显示ZnSiP2、ZnSiAs2和ZnSiSb2均为直接带隙半导体。而对光学性能而言:这三个化合物实现相位匹配能力依次增强,在红外区域透光性依次减弱。计算的热物理性能结果表明ZnSiY2系列化合物的的德拜温度随着Y原子序数的增加而减小;它们的体积模量随着温度的增加而减少,随着压强的增加而增大;它们的热膨胀系数和定压比热容随着温度和压强的变化趋势基本相同,且随着温度的升高而变大,随着压强的增大而减小。(2)ZnGeY2(Y=P、As和Sb)三个化合物的晶格常数计算值与实验值以及其他理论计算值一致。该系列化合物满足力学稳定性条件。弹性模量显示这些晶体材料的抗压缩性能比抗剪切性能强,其中ZnGeP2的刚度最高,B/G比值显示这些化合物均属于脆性半导体材料。其电子结构显示ZnGeP2为间接带隙半导体,而ZnGeAs2和ZnGeSb2为直接带隙半导体,这三个化合物的光学性能显示:在红外区域透光性依次减弱,ZnGeAs2实现相位匹配能力较好。这三个化合物的的德拜温度随着Y原子序数的增加而减小;它们的体积模量随着温度的增加而减少,随着压强的增加而增大;它们的热膨胀系数和定压比热容随着温度和压强的变化趋势基本相同,随着温度的升高而变大,随着压强的增大而减小。(3)ZnSnY2(Y=P、As和Sb)三个化合物的晶格常数计算值与实验值以及其他理论计算值一致,该系列化合物也满足力学稳定性条件。这些晶体材料的抗压缩性能比抗剪切性能强,其中ZnSnP2的刚度最高,B/G比值显示ZnSnP2和ZnSnAs2属于脆性半导体材料,而ZnSnSb2属于塑性半导体材料。电子结构显示ZnSnP2、ZnSnAs2和ZnSnSb2均为直接带隙半导体,光学性能显示:ZnSnP2和ZnSnSb2实现相位匹配能力较好,这三个化合物在红外区域透光性依次减弱。这些化合物的的德拜温度随着Y原子序数的增加而减小,它们的体积模量随着温度的增加而减少,随着压强的增加而增大;它们的热膨胀系数和定压比热容随着温度和压强的变化趋势基本相同,随着温度的升高而变大,随着压强的增大而减小。