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半导体材料在当今时代占有重要地位。ZnO作为第三代半导体材料具有宽禁带、激子束缚能高以及成本低等优势引起人们的高度重视,在最近十几年的研究中逐渐成为国际前沿领域的热点课题。ZnO在紫外附近波段发展潜力巨大,是高效紫外发光器件、低阈值紫光半导体激光器的候选材料。ZnO是天然的n型半导体材料,目前为了制备出高性能的ZnO薄膜器件,关键步骤是实现ZnO能带的调控。实验研究表明,ZnO通过掺杂形成合金可以有效调控其禁带宽度。天然ZnO由于氧空位和锌填隙的缺陷,表现为n型的导电性,是一种极性半导体材料,因此ZnO的n型掺杂较容易实现。而ZnO的p型受主掺杂一直是一个没有很好解决的关键问题,目前常用的p型掺杂元素主要是Ⅰ族和Ⅴ族元素。研究表明,通过掺杂Cd,Ca,Mg等不同元素可以改变ZnO合金材料的晶体结构以及电学、光学等特性,使ZnO的发光波长覆盖从蓝光到紫光范围,从而应用在蓝光和紫外激光以及发光二极管器件中。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对纤锌矿ZnO1-xXx（X=S,Se,Te）合金的电子结构和光学性质及ZnO的n型掺杂做了系统研究。首先,为确保计算的可靠性,我们对本征ZnO的电子结构进行了理论计算,采用AM05 XC泛函对结构进行优化,用LDA-1/2方法对低估的带隙进行了修正,计算的结果通过与其它理论计算和实验值对比,表明我们的结果真实可信,为后续计算确定了相关参数。其次,本文对不同浓度的S,Se,Te掺杂到ZnO中形成的ZnO1-xXx（X=S,Se,Te）合金计算了光电领域的能带工程比较关注的晶格参数、禁带宽度、总能及超原胞体积随组分x的变化关系,并详细计算了ZnOS合金的光学性质。结果表明,ZnO1-xXx合金的晶格参数、总能及超原胞体积均随X浓度的增加而增大,而禁带宽度则呈现出弯曲效应。在ZnOS合金中所有的光学系数均随X浓度的增加而引起红移现象。再次,我们选取掺杂浓度相同的ZnOS合金,对S元素的不同掺杂构型（均匀、团簇、短链、短链-团簇等四种模型）进行了相关性质的理论计算。研究表明合金带隙、弯曲参数、价带宽度对S原子的分布都很敏感。ZnOS合金中可能存在数目可观的短Zn-S链和小的团簇,合金的导带底是不局域的,价带顶被强烈局域在几个原子的短Zn-S链和小的Zn-S团簇周围。最后,计算了In掺杂ZnO的缺陷形成能。结果表明,In掺杂ZnO后的缺陷跃迁能级ED值为0.692,缺陷跃迁能级与导带底的差值)/(Δ’qqεα=0.105eV,即施主电离能,而且数值远低于带隙宽度（Eg=0.797eV）,表明了In掺杂ZnO晶体在室温下情况下易发生电离,因此In掺杂属于浅施主能级,In原子替换Zn原子后会引入杂质能级均靠近导带底。