近年来,因为铁电材料在光电功能器件中的潜在应用,对铁电材料光学性质的研究很活跃。铁电薄膜具有电场调控光伏特性、较高的光电转换效率以及输出较高的光生电压等优点。由于自由载流子可以屏蔽偶极子之间库仑相互作用,铁电性一直被认为不能与金属性共存。但是最近,相关实验证明铁电性和金属性可以共存。例如随着钛酸钡材料电子掺杂浓度的提高,体系的电阻表现出金属材料的导电行为,且钛酸钡块材会发生四方相到立方相的结构相变。因此,研究电子掺杂铁电块材和铁电薄膜是非常有意义的,尤其是其中的金属-绝缘相变、结构相变以及光学性质等具有非常丰富的物理图像。本论文利用第一性原理计算方法,研究La掺杂BaTi O₃薄膜以及电子掺杂BaTiO₃块材,详细研究了掺杂对铁电材料电子结构以及光学性质的影响。我们的研究内容可以概括为以下两个方面:1、铁电薄膜的掺杂效应通过第一性原理计算,把BaTiO₃薄膜表面附近的BaO原子层中的Ba原子用La原子取代,研究了掺杂对铁电薄膜极化的影响。发现当自发极化指向薄膜内部时,在适当浓度的电子掺杂情况下,表面态将从金属态转变为绝缘态,并且从表面层到薄膜内部形成梯度能隙。极化向上情形下,La掺杂的体系表面总是表现为金属态。因此,在外电场作用下可以实现BaTiO₃薄膜表面的金属-绝缘相变。2、电子掺杂对BaTiO₃块材光学性质的影响对BaTiO₃块材进行均匀电子掺杂,随着电子掺杂浓度达到临界电子浓度0.11e/u.c时,BaTiO₃会发生四方相到立方相的结构相变,铁电性消失。并且由于导带底掺杂的电子跃迁到高能级,体系在低能区出现新的吸收峰,BaTiO₃原本带隙吸收边发生蓝移现象。此外,我们还在2*2*2的BaTiO₃超胞中掺入一个La原子（用La原子取代Ba原子,掺杂浓度为0.125e/u.c）。此掺杂浓度下,均匀电子掺杂体系表现为立方相,铁电性消失,而La原子掺杂体系中由于掺杂电子局域在La原子周围,不能完全屏蔽偶极子间的相互作用,体系中铁电性和金属性仍然可以共存。我们的理论研究有望为铁电材料对光电功能器件的应用和设计提供指导。