氧化物半导体SnO₂具有带隙宽、激子束缚能高等优点被认为是下一代半导体材料中理想的候选光电材料。其掺杂形成的氧化物半导体具有优异的光、磁、电性质。但目前SnO₂基掺杂氧化物半导体并未得到实质的应用，其主要原因是对SnO₂掺杂的作用机理及导电特性认识不清。本文基于密度泛函理论的第一性原理，采用全势线性缀加平面波方法（FPLAPW）和广义梯度近似（GGA）分析了掺杂态SnO₂的超晶格结构，所有计算均在WIEN2K软件中进行。首先，分析了Sn(O_xN_1-x)₂材料的电子结构。结果显示，体系禁带宽度变窄，这是由于N杂质中2p态电子进入O、Sn的外层轨道发生杂化作用，并且在能量为1.63².38eV范围内形成一窄的深受主能级，即杂质能级，分析可知N元素是比较理想的p型掺杂剂。掺杂后材料呈现出了半金属特性，增强了材料的导电性能。其介电函数和光学吸收谱均产生了3个主跃迁峰，并且发生了红移，且光学吸收边变宽，增大了材料的光学响应，这主要是各跃迁峰与电子从价带到导带的跃迁吸收相关。为了深入了解N掺杂对SnO₂性能的影响，对比分析了不同浓度的N掺杂SnO₂晶体的电子结构，分析了Sn(O_xN_1-x)₂体系的态密度，能带结构和光学介电函数。结果表明：掺杂后体系的带隙先减小后增大，在12.5%时带隙最窄，亦导电性能最强。费米能级向低能方向移动进入了价带，在0.55¹.05eV范围形成了一条窄的浅受主能级，并且价带顶附近产生了多余的载流子-空穴。掺杂后价带和导带处的能级均出现了劈裂及轨道的重叠现象。晶胞的电子布局数、磁矩及总能量随着掺杂浓度变大，其中N原子决定了磁矩的大小。掺杂后电虚部函数ε2（ω）谱中出现了三个主跃迁峰，各跃迁峰是由能级间的电子跃迁产生的，且体系的光学吸收边增宽，主跃迁峰位发生了红移，反射率与介电谱相对应，各跃迁峰值都与电子的跃迁吸收有关。再次，分析了在不同N掺杂浓度下SnO₂超晶胞结构的电子结构。结果表明，费米能级向低能方向移动，随着掺杂量的增加体系的禁带宽度逐渐减小，与本征态电子结构对比，在能量为1.35².50eV的范围内形成了杂质带。体系的介电虚部函数谱总体上无较大差异，在2.5eV、6.750eV、8.75eV和10.0eV的能量处出现了四个跃迁峰，三个主跃迁峰谱线向低能方向移动发生了红移，各跃迁峰与电子自价带到导带的跃迁吸收有关，对应于折射率图，并且随着掺杂量的增加折射率逐渐减小。然后，分析了本征和N:SnO₂反位替代的电子态密度和光学性质（介电函数、反射率、折射率、吸收系数）。分析可知，相对纯SnO₂材料，反位替代后体系体现出金属特性，N掺杂后体系的自旋极化率接近100%，使材料表现出了半金属性，并且掺杂后体系的带隙相对变宽。反位替代增强了材料的导电性能。掺杂后材料的光学性能也发生了较大的变化，体系产生一个新的介电峰，这主要是由N的2p轨道电子向Sn的5s轨道跃迁形成的。反射率、折射率、吸收系数均对应于介电峰发生了蓝移现象。这些都为反位替代在电学和光学方面的研究提供了理论依据。最后，分析了本征和N掺杂的SnO₂薄膜材料的电子态密度、介电函数、折射率和反射率。研究表明，未掺杂的两种结构均为半导体材料。在薄膜结构的价带顶部，电子占居较多，掺杂后的薄膜材料费米能级处自旋向下的态密度有电子占居，而自旋向上并没有电子分布，体系的自旋极化率达到100%，呈现出半金属特性，导电性能相对较强，这主要来源于N-2p轨道的电子。材料的能量损失函数、反射率、折射率与介电函数存在一一对应关系，各跃迁峰与电子间的跃迁有关，体系产生了三个主跃迁峰，掺杂后出现了一个新跃迁峰，新峰的产生是由于N原子的引入，掺杂N原子后使体系的光电性能发生了较明显的改变。