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稀磁半导体材料由于具有优异的光电、磁电等性能,在自旋相关的光电子学、磁电子学领域具有很广泛的应用前景,这些优异的特性引起人们对稀磁半导体研究的广泛关注。目前在实验方面对稀磁半导体的磁性研究已经很成熟,特别是在光学方面,在磁性方面也有很多研究,但在磁性起源方面还存在一些争议,尤其是对共掺杂的问题,磁性的起源就更为复杂。本文通过运用Materials Studio软件对过渡金属共掺杂ZnO及过渡金属与N共掺杂ZnO基稀磁半导体的磁性进行研究,从而揭示磁性的来源。本文以ZnO基稀磁半导体为基底,用过渡金属Co,Mn及非金属元素N作为掺杂元素,在密度泛函理论的基础上采用第一性原理进行计算,主要运用Materials Studio软件的Castep模块模拟ZnO的2×2×2超晶胞。计算结果表明：Co掺杂ZnO是铁磁性的,随着浓度的增加铁磁性增强,磁性主要来自于O的2p轨道,Co的3d轨道和Zn的4s轨道。而对于Mn掺杂ZnO体系则是反铁磁性的,由于Mn的引入,改变了ZnO晶体的结构,使得磁性发生变化。同时,Mn和N共掺杂ZnO是铁磁性的,铁磁性主要来自于N原子的2p态,Mn原子的3d态,O原子的2p态及Zn原子的4s态的相互耦合作用,而且磁性比Co掺杂ZnO体系强。另外,Co和Mn共掺杂ZnO呈现出铁磁有序,比Co掺杂ZnO的铁磁性强。磁矩主要来自于自旋极化的。原子和过渡金属(Co,Mn),同时,铁磁性主要由过渡金属的3d轨道,O的2p轨道和Zn的4s轨道相互耦合贡献。另外,进一步得到,O原子的2p轨道与过渡金属的3d轨道的电子共有化加剧,电荷转移特征明显,键合能力增强。对比发现Mn和N共掺杂ZnO的铁磁性比过渡金属Co和Mn共掺杂ZnO的铁磁性强。目前,有望通过计算模拟来研究过渡金属共掺杂ZnO稀磁半导体的磁性来源,为其在自旋电子领域的研究提供一定的理论依据,使理论和实验很好地结合起来。