ZnO是II-VI族直接带隙化合物,具有宽禁带、激子结合能大、耐高温和高稳定性等诸多特性。因其优异的各项性能,使其在半导体发光器件、透明导电薄膜、液晶显示器、压敏电阻、气体传感器以及稀磁半导体等应用方面具有可观的前景。基于ZnO稀磁半导体独特的自旋电子学特性和潜在的实际应用价值,ZnO基稀磁半导体的研究成为了人们关注的焦点。据报道稀土元素或过渡金属掺杂ZnO均能够调控掺杂体系的物理性能,且已在科研上取得了一些成果。但是,对于稀土元素La及过渡元素Cu掺杂体系的磁性来源颇有争议,有关稀土元素La和过渡元素Cu掺杂ZnO光谱的红移蓝移也存在争议。为了探讨上述不同研究结论的正确性,本文采用CASTEP模块下的,基于密度泛函理论的GGA+U方法来探究点缺陷对元素La、Cu掺杂ZnO的磁学、光学性能的影响。为了解决La掺杂ZnO体系的磁性来源和磁性机理的争议,分别计算了未掺杂ZnO、La单掺ZnO、La替换Zn和Zn空位或O空位共存在ZnO体系的电子结构和磁性。计算结果表明,La单掺杂ZnO体系无磁性;La替换Zn和O空位共存在ZnO的体系也没有磁性;只有La掺杂和Zn空位共存于ZnO体系具有长程有序铁磁性,并且体系居里温度达到室温以上。掺杂体系的磁性主要来源于:以Zn空位产生的空穴为媒介,使得Zn空位附近Zn-4s,Zn-3p,O-2p和La-5s电子轨道产生自旋极化双交换作用。在相同掺杂量的条件下,当La替换Zn的位置和Zn空位次近邻时,掺杂体系形成能最低,掺杂体系稳定性最高。与纯ZnO体系相比La单掺ZnO体系的吸收光谱发生蓝移。为了探究点缺陷对Cu掺杂ZnO磁光性能的影响,采用第一性原理对不同类型的点缺陷掺杂体系进行了计算。研究表明,与纯的ZnO体系相比,Zn₁₅CuO₁₆、Zn₁₄CuO₁₆和Zn₁₅Cu_iO₁₆体系的带隙都变窄,对应的吸收光谱相比于纯ZnO波长变长出现红移现象。Cu替换Zn和Zn空位共存在ZnO中,掺杂体系的磁矩相对最大,掺杂体系的居里温度达到室温以上,满足长程有序铁磁性的特点,并且表现出电子自旋极化率为100%的半金属化的特性,对稀磁半导体的应用相对最有利。这种体系对设计和制备新型ZnO光催化剂或稀磁半导体有一定的理论参考价值。