氮化镓(GaN)作为直接宽禁带半导体材料，具有优异的物理和化学性质，是制备高温、高功率、高频电子器件以及发光二极管、激光二极管和光电探测器等光电子器件的重要材料。 本文运用第一性原理方法，分别以局域密度泛函LDA和广义梯度近似GGA，利用移植性较好的超软赝势和模守恒赝势，系统地研究了GaN晶体立方的NaCl结构(B1)、CsCl结构(B2)、ZnS闪锌矿结构(B3)以及六角的ZnS纤锌矿(B4)结构、NiAs结构(B81)和h-BN结构(Bk)等相的电子结构、晶格动力学、平衡晶格常数、体弹模量和弹性系数等与原子结构相关的性质。通过赝势总能随体积的关系，说明六种不同结构的相稳定性顺序和可能的体积相关相变的趋势。进一步计算了T=0 K时体系得Gibbs自由能随压强和体积的变化曲线，分析讨论了不同的压强对六种不同结构相稳定性相对变化的影响，并对可能的相转变压强进行计算。结果说明，论文工作的计算与有关的实验数据和他人的计算结果相符，相稳定性的顺序为：B4≥B3>Bk>B1>B81>B2，弹性系数数据说明B4、B3和B1为GaN的稳定相，而B2、B81和Bk则为不稳定结构。 利用线性响应方法和模守恒赝势，经过计算GaN不同结构中原子间的受力状况，获得了这六种的声子色散关系和声子态密度，并进一步计算了晶格比热和德拜温度等热力学性质。根据各结构声子谱中出现的负频率的声子软化虚频现象，讨论分析六角结构的相稳定性。由晶格比热确定了德拜温度，从德拜温度的高低说明了各结构中晶格振动模式激发的难易程度，进一步从晶格动力学的角度对GaN相稳定性进行了阐述。 针对GaN的各种结构，由计算出的能带结构、电子态密度，依据费米能级EF附近价带的主峰位置、峰高的状态，以及费米能级处的态密度，对结构差别对电子填充状况的影响进行了分析说明，在电子壳层的层次上对GaN体系得稳定性进一步的分析和讨论。 鉴于不同的组元会对结构的稳定性产生影响，论文工作也涉及了与N同族的第VA元素P、As对结构稳定性的影响，分别从电子结构、晶格动力学等方面对GaP和GaAs的相稳定性说明，阐述了原子质量变化和电子结构变化对晶格振动相关性质和GaN、GaP和GaAs原子间电子交迭状况的变化，进而说明了非金属组元变化对结构稳定性的影响。