在Ⅳ到Ⅵ族半导体化合物中，硫化铅作为一种重要的半导体材料，具有很小的直接带隙(0.41eV，300K)，较大的激子玻尔半径(18nm)与非线性光学系数，良好的红外光敏特性等。在电子器件和红外光学领域应用备受关注，并且是研究量子尺寸效应的典型材料;相比Ⅱ-Ⅵ和Ⅲ-Ⅴ族闪锌矿型半导体，这些窄隙Ⅳ-Ⅵ族半导体具有特殊的电子和结构性质，从而是具有广泛应用前景的材料。其中价带区域位于较高能级的Pb原子s电子与其阴离子p电子之间的相互作用决定了其具有独特的电子性质。除了铅硫族化合物在热电材料领域的应用外，PbS材料在红外探测器，红外量子点激光器，纳米纤维材料，光电子领域，非线性光学材料，自旋电子器件，光电薄膜材料以及太阳能电池等方面也具有重要的应用。　　本文利用第一性原理和密度泛函理论，首先分别介绍NaCl结构及CsCl结构PbS晶胞，从而选取最为稳定的面心立方(NaCl)结构PbS晶胞模型;再对NaCl结构PbS的晶格常数、能带结构、态密度等物理性质进行计算与分析，并讨论了不同交换关联势对晶格常数、体系总能量、PbS能带结构、态密度及分波态密度的影响，进而发现GGA交换关联泛函与相关实验结果符合得较好;并且涉及形成能公式的解释与说明。所以我们由此来阐述具体采用的计算方法和PbS材料理论模型，从而为本文提供良好的一致性和严谨的理论计算基础。其次再计算并分析掺杂PbS超晶胞体系的形成能、能带结构、态密度和相关的光学性质，计算用到的掺杂体系是2×2×2的64原子NaCl结构PbS超晶胞，掺杂的浓度是6.25％并采用两个掺杂原子替换其中的Pb原子。其中掺杂PbS超晶胞体系是考虑了七种不同配置的替换掺杂模型，然后通过形成能的计算来确认掺杂配置中最稳定替换掺杂结构。　　最后，通过恒定掺杂浓度(6.25％)的研究，我们发现其计算和分析得到的结果是与其他铅硫族化合物体系的研究相比较和参照的。所以我们由此在重度掺杂浓度(25％)下计算并分析掺杂PbS超原胞体系的形成能、能带结构、态密度和相关的光学性质，计算用到的掺杂体系是2×2×2的16原子NaCl结构PbS超原胞，并采用两个掺杂原子替换其Pb原子。其中本体系考虑六种不同配置的替换掺杂模型，然后通过形成能的计算来确认掺杂配置中最稳定替换掺杂结构。接着发现重度掺杂后电子性质的变化可归纳为掺杂体系的带隙值会随着掺杂浓度的增加而相应地减小，其中N型掺杂PbS∶ Sb体系的金属性倾向更加地明显;其次三种掺杂体系的导带区域范围交大，其非局域化性质增强导致体系的成键范围扩大;同时掺杂PbS∶ Cd和N型PbS∶ Sb体系的导带区域出现大量的简并和共振能带现象。而后在三种掺杂体系中PbS∶Sb体系的相应光学性质变化显著，其重度掺杂后光学性质的变化可归纳为介电光谱上较大的杂质峰以及主峰出现红移现象;同时PbS∶ Cd体系的反射峰在总体上偏小且有稍许地蓝移，而在吸收光谱上除了上述的红移和蓝移现象外，其中PbS∶Sb体系的主吸收峰是最小的。目前相对于PbSe和PbTe研究领域，掺杂PbS材料方面的研究较少。因此本文基于密度泛函理论和广义梯度近似，采用第一性原理研究计算了多种杂质(Cd、Sn、Sb)掺杂的岩盐结构PbS的电子和光学性质。综上所述，通过本文掺杂PbS材料体系的探究，计算得到的结果将为今后掺杂PbS体系的理论和实验研究提供有益的帮助。