稀磁半导体是一种新型半导体材料,兼具磁性材料和半导体材料的性质。它作为自旋电子材料中的一个重要分支,以独有的自旋和半导体特性,有着广泛的应用前景,备受人们关注。目前已经设计出一些自旋电子器件的原型:自旋发光二极管、铁磁场效应晶体管、铁磁半导体隧道结等。迄今,有关稀磁半导体的研究主要集中在稀磁半导体的磁性起源问题上。由于现有的有关磁性半导体的实验结果不一致,导致了理论上多重理论并存的局面,对掺杂体系的磁性起源问题没有一个统一的合理解释；此外,关于载流子是如何调控掺杂体系的磁性等问题也是值得进一步研究和讨论的问题。　　 本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,运用VASP软件包,针对以上问题对稀土族元素Gd掺杂体结构AlN和过渡族元素Mn掺杂AlN纳米线两种体系的电子结构和磁性质的进行了模拟计算研究。首先,我们模拟计算了在不同的电子(空穴)背景下,Gd掺杂AlN的电子结构和磁性质。计算了Al144Gd2N16体系的交换常数和在不同电子(空穴)背景下铁磁相与反铁磁相的能量差值。计算表明由于s-f耦合作用,导带的交换劈裂大于价带的交换劈裂。这使电子调控体系的铁磁相成为可能。我们还计算了Mn掺杂AlN纳米线的电子结构和磁性质。通过计算体系的铁磁相和反铁磁相的能量差,发现钝化的纳米线中铁磁相比较稳定,而未钝化的纳米线呈现出反铁磁相比较稳定。钝化纳米线表现出的铁磁相可以通过Mn原子之间的耦合作用解释,而未钝化的纳米线的反铁磁相是由于表面存在一些悬挂键。此外,我们还验证了对钝化的纳米线随着空穴减少,纳米线从铁磁相逐步转向反铁磁相。对比钝化与未钝化的纳米线,可证实表面悬挂键的钝化程度是影响掺杂纳米线磁性质的一个重要因素。