硼及其硼化物是一种重要的化工原料,因其独特的物理化学性质在现代材料学研究中发挥着重要的作用,有着广阔的应用前景。其中金属二硼化物（MB2）由于具有良好的耐磨损、高硬度、高熔点和高电导率等特性,被广泛应用于国民经济、国防、电子工业、航空航天等领域,是重要的功能结构材料,引起人们的普遍关注。本文主要采用第一性原理密度泛函方法研究了六方晶体金属二硼化物MB2（M=Zr、V、Ta、Nb）的电子结构、表面性质和光学性质,详细计算了MB2多个密排面的电子功函数和表面能,揭示了其作为电子发射材料的可行性;并通过与电子结构密切相关的介电函数、吸收谱等研究了MB2的光学性质,初步探讨四种金属二硼化物作为光学材料时的优点,结合光学特性给出了选取各类光学材料新的思路。本论文主要研究内容分为如下两部分:（1）电子发射材料的性能通常与材料的功函数和表面稳定性有关。为了揭示MB2潜在的电子发射性质,我们详细计算了其主要密排面（0001）、（10-10）和（11-20）不同终结面的电子功函数、表面能。研究表明不同的表面构型其电子功函数和表面能也不相同,显示了电子功函数和表面能的各项异性。表面能计算表明,Zr B2各个面金属终结面较硼终结面表面能更低,更为稳定。而VB2、Ta B2和Nb B2硼终结面更为稳定,同族元素的表面能呈现相似变化趋势。相对于B的终结面,四种MB2各个面的功函数值均为金属终结面更低,即理论发射性能更好。（2）本文系统的研究了四种MB2的光学性质（介电函数、反射率、折射率、吸收率、电导率、损耗函数）。计算表明,Zr B2块材具有相对较高的静态介电常数（）,表明其具有较强的屏蔽效应和良好的介电性能,相比VB2、Ta B2、Nb B2来说更适合作为光存储材料使用。MB2的反射图谱表明在0-3e V低能量范围内四种二硼化物呈现出金属反射特性。四种金属二硼化物反射率在红外光区域均高于可见光区域表现出反射率差异特征,适合作为光谱选择性材料。吸收图谱表明四种MB2均从能量产生时开始进行光吸收,随着能量增大吸收系数逐数量级增大在紫外光区域达到顶峰,呈现出较强的光吸收特性。折射率图显示出最大折射率均出现在较低能量区域,即在可见光区域内光不能在固体中传播。损耗函数图谱表明Zr B2、VB2、NbB2材料的光损失非常小是优良的存储材料,而TaB2只在特定的能量范围内存在光损耗因此可用作特殊用途的光储存材料。