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ZnO是一种宽禁带直接带隙半导体材料,其室温下带隙宽度为3.37 eV,并且激子束缚能高达60 meV。这些优异的光学性能使ZnO在紫外（UV）光电器件领域具有非常巨大的应用前景,例如可以用来制备LED和紫外探测器。近年来,在这些潜在应用中,ZnO作为潜在的R盲探测器材料日益受到研究者们的关注。目盲探测器是指可以工作在目盲波段的光探测器,该波段的光子的能量范围为4.4～5.6eV（对应波长280～220 nm）。很明显,ZnO晶体的带隙仍然偏低,并不能满足这一要求,必须对ZnO的带隙进行调节。为此,研究者们就提出可以将ZnO与同为Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体的MgO和BeO进行合金化。不过,获取高质量且带隙位于目盲区间的ZnO基材料仍然是十分困难的事。此外,ZnO的p-type掺杂一直严重地制约了其在光电子器件领域的应用。本论文就Be、Mg掺杂的ZnO基材料的物理性质以及ZnO中p-type导电性进行了系统而深入的研究。本论文共分为六个章节。在第一章中,我们总结了近年来关于ZnO基目盲探测器材料和ZnO中p-type掺杂的研究进展。在第二章中,我们简单介绍了本论文计算中所使用到的集团展开方法和SQSs方法。在第三章中,通过理论计算以及实验方法,我们研究了 BexMgyZn1-x-yO合金的相变问题。我们发现随着Be组分的增加,纤锌矿BexMgyZn1-x+yO合金中可掺杂Mg组分的极限值也在不断增加。通过计算,我们获得了相变点处合金的带隙随着Be、Mg浓度变化的基本趋势。同时,在理论的指导下,成功地制备出了带隙值位于目盲区间的BexMgyZn1-x-yO合金材料。另外,通过将第一性原理计算和集团展开方法相结合,我们深入地研究了有限温度下BexMgyZn1-x-yO合金中的相分离问题。我们发现BexMgyZr1-x+yO合金的相分离行为由Be组分主导。在合金的分离相中,Be1/3Zn2/30依旧是一种宽禁带直接带隙半导体材料,其带隙值为4.88eV,是一种很有前景的目亩探测器材料。在第四章中,我们研究了 Be,Mg掺杂ZnO中杂质的物理性质。通过第一性原理计算我们发现间隙Be原子（Be1）更倾向在ZnO中的原子基面内迁移。在迁移过程中,Be1可以和替位Be原子（BeZn）相结合形成缺陷复合体（2Be）Zn,由此导致ZnO基质中的Be原子聚集。然而,替位Mg原子（MgZn）可以破坏缺陷复合体（2Be）Zn的稳定性。因此,在Be掺杂的ZnO中加入Mg杂质可以有效的抑制Be组分的聚集,这极大地改善了Bc在调节ZnO带隙过程中所能起到的作用。此外,借助于第一性原理方法,我们还系统地研究了 Be掺杂ZnO中激子束缚能增大的问题。基于对系统电子结构的分析,我们发现,Be掺杂ZnO中激子束缚能的增大主要是由Be杂质对系统电子态分布所产生的长距离扰动所引起的。在第五章中,我们研究了浅受主缺陷复合体在N掺杂ZnO体内和表面生长过程中的形成机理。基于第一性原理计算,我们发现通过电荷转移以及受主能级与受主能级之间的排斥作用,浅受主缺陷复合体NO-VZn可以很容易地在N掺杂ZnO中形成。更重要的是,NO-VZn经过氢化之后可以变得更加稳定。而氢化后形成的（NO-nH）-VZn（n=1-2）都是浅受主缺陷,离化能都不超过162 meV,与实验观测值符合地非常好。此外,我们还发现,即使No-VZn可以在ZnO的表面形成,但随其沉积到表层原子的下方,NO-VZn就无法稳定存在。然而,氢化的NO-H-VZn,不仅可以在ZnO的表面很轻易形成,而且还可以随着表面生长而顺利地沉积到ZnO的内部稳定存在。我们的研究结果表明,引入恰当浓度的H对于实验上制备高质量p-type导电性的N掺杂ZnO具有非常重要的意义。在第六章中,我们系统地研究了在表面生长过程中Be杂质对N掺杂的辅助作用。我们发现,Be-N dimer和ZnO表面的台阶区域的Be杂质可以有效地增强ZnO表面生长过程中N的掺杂。