作为一种新型无机功能材料,ZnGa₂O₄结构上的优势使其具有很高的化学稳定性、优异的荧光现象,良好的的光催化性质,以及较好的储锂性能和微波介电特性,近年来有关ZnGa₂O₄的研究报道越来越多。密度泛函理论的建立使得研究者们从微观本质出发来精确计算和模拟固体材料的基本性质成为可能,同时使用实验方法和计算方法来研究材料的性能无疑是一种非常高效便捷的研究方法。本文采用计算模拟和实验测量相结合的方法来研究ZnGa₂O₄的一些基本性质,主要包括电子结构、光催化性质、光学性能三个方面的内容,所做的研究工作如下:采用GGA-PBE方法并借助VASP及其辅助软件对ZnGa₂O₄体材料的基本性质进行了第一性原理计算。首先对ZnGa₂O₄的晶胞结构进行优化,然后用VASP导出的原胞结构来计算ZnGa₂O₄体材料的电子结构和光学常数。计算和模拟结果表明ZnGa₂O₄是一种以电子输运为主的间接带隙半导体,其电子从价带跃迁至导带的实空间路径为从O^2-向Zn²⁺和Ga³⁺转移,ZnGa₂O₄具有较好的光催化活性,可作为潜在的TCO材料和微波介电陶瓷,也可应用于光学陶瓷领域作为一种紫外窗口材料。采用两步水热法制备出一种用于有机染料降解的可重复使用的薄膜型ZnGa₂O₄光催化材料,经SEM表征分析可知所制备的薄膜型ZnGa₂O₄是由致密的自组装纳米结构组成的,较大的比表面积和较低的光生电子-空穴复合几率使其具有较高的光催化活性。紫外光激发下的光催化实验结果表明所制备的薄膜型ZnGa₂O₄对Rh B分子的物理吸附作用强于MO分子,Rh B的光催化降解率在1 h后可达73.7%,MO的光催化降解率在1 h后为40.5%,可重复性测试结果表明薄膜型ZnGa₂O₄具有较好的再利用效果。采用一步水热法制备出一种白色粉末型ZnGa₂O₄材料,利用紫外-可见吸收光谱和Tauc plot法计算出所制备的ZnGa₂O₄粉末的光学带隙为4.8 eV,此外实验所测的吸收光谱和PHS方法模拟出的吸收边的近似程度很高。激发光谱和发射光谱表明在250 nm的紫外光激发下ZnGa₂O₄可自激活发射蓝紫光。