近几十年来,随着光电信息技术的发展,紫外短波光电器件已成为人们研究的热点。ZnO是一种宽带隙半导体材料,由于它在紫外波段存在受激发射而成为一种重要的光电材料并引起人们的极大重视。事实上,通常制备的ZnO薄膜材料均是n型,由于存在诸多本征施主缺陷（如氧空位Vo和间隙锌Zn_i）,对受主掺杂产生高度补偿作用,难以实现p型转变,导致很难制得氧化锌p-n结结构,极大地限制了氧化锌基光电器件的开发应用,因此ZnO的p型掺杂就成了焦点问题。此外,基于ZnO的光电器件,如紫外线探测器,工作在日盲区（220～280nm）,日盲区紫外线的截断波长要小于280nm（4.5eV）,而纯ZnO的带隙只有3.37eV。因此,有必要制备带隙更宽的ZnO薄膜材料。通过掺杂Be、Mg等元素可以增大系统的带隙,但是由于Be²⁺的半径比Zn²⁺小的多,容易造成晶格失配,而Mg掺杂ZnO还会出现相分离的现象。目前,人们正在寻找一种更好的可以增大ZnO带隙的方法。与计算机技术相结合的计算材料和材料设计是现代材料科学研究的重要方法,本文应用基于密度泛函理论的第一性原理方法对纤锌矿ZnO掺杂问题进行了理论研究,主要内容如下:（1）给出了ZnO的结构、电学性质、光学性质及其应用和发展情况。简要介绍了本文的计算工具—CASTEP及其理论基础—密度泛函理论。（2）研究了纯ZnO的电子结构。对ZnO的能带、电子态密度及分波态密度做了简要的分析。结果表明,ZnO为直接带隙半导体材料,其带隙为0.97eV。（3）研究了C替代Zn位(C_Zn)、O位（C_o）以及C_o与C_Zn共掺(C_o-C_Zn)三种情况的ZnO掺杂问题,计算了系统的电子结构,分析了C代O位ZnO的电荷分布。结果表明,C_Zn产生施主能级,且使ZnO由直接带隙半导体变为间接带隙半导体:C_o产生受主能级,可实现ZnO的p型转变;C_Zn对C_o有补偿作用。对电荷分布的分析也表明,C代O位情况下,杂质周围形成空穴,产生了受主能级。（4）分别计算了Be、Mg掺杂ZnO和Be-Mg共掺ZnO系统的电子结构,对三种掺杂系统的晶格参数、形成能和带隙进行了对比研究,讨论了系统带隙展宽机制。结果表明,掺杂Be、Mg元素都可以增大系统的带隙,但是随掺杂浓度的增大,系统变得不稳定,尤其Be原子的半径比Zn原子的半径小很多,导致掺杂系统的晶格常数与纯ZnO相比差距较大。与Be掺杂ZnO系统相比,而Be-Mg共掺后晶格常数更接近纯ZnO,系统更稳定;与Mg掺杂ZnO系统相比,Be的掺入可以使相同掺杂浓度情况下系统的带隙更大。对于特定的掺杂浓度,带隙的值可达到日盲区紫外线探测器的要求。