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Ⅲ类氮化物半导体的发光过程主要取决于Γ点（k=0）处的能带结构,因为纤锌矿AlxGa1-x N的导带是一种类s轨道,具有完全对称性,纤锌矿AlxGa1-x N的价带结构主要形成于p轨道上,在光的方向上起着主导作用。因此,本论文使用第一性原理的密度泛函理论和平面波赝势法,进行了AlxGa1-x N材料和变组份阶梯形AlxGa1-x N量子阱的光电特性相关研究:1.使用VASP第一性原理计算软件包在Material Studio软件建立的Ga N原胞和Ga N及AlxGa1-x N（x=0.2,0.4,0.6,0.8,1）材料的超胞模型的基础上,计算研究了AlxGa1-x N（x=0.2,0.4,0.6,0.8,1）材料相对于Ga N基的能带偏移、总态密度、分波态密度和光学性质。计算结果表明,导带的能带偏移随铝组份的增加而增大,与价带的可忽略的带偏移完全不同。铝组分的变化使得材料对相同波长的紫外光的出光效率有不同的影响。2.对比分析了AlxGa1-x N（x=0.2,0.4,0.6,0.8,1）材料晶格结构的变化对价带顶能带、发光偏振特性和光学性质的影响关系。对于同一铝组份的AlxGa1-x N材料,晶格结构的变化导致AlxGa1-x N材料中的CH子带发光占比变大;对于不同铝组份的AlxGa1-x N材料,高铝组份Alx Ga1-x N材料中的CH子带发光占比相对低铝组份AlxGa1-x N材料中的CH子带发光占比变大。高Al组份（x>0.6）的AlxGa1-x N材料中晶格结构的变化使得材料对于200-400nm波长光的折射率、吸收系数和反射率均下降。3.计算并分析了变组份阶梯形Al0.69Ga0.31N、Al0.63Ga0.37N/Al0.75Ga0.25N和Al0.75Ga0.25N/Al0.63Ga0.37N量子阱结构的价带结构和光学性质。从计算结果可以得出,上述三种阶梯形量子阱结构产生的偏振光逐渐增强,正面出光逐渐减小。Al0.69Ga0.31N和Al0.75Ga0.25N/Al0.63Ga0.37N在各项基本光学性质中均比较相似,Al0.63Ga0.37N/Al0.75Ga0.25N各项基本光学性质相对来说与前两者区别较大。