由于在光伏器件、探测器、发光二极管和激光器等领域的广泛应用,光电材料受到了科研工作者的广泛关注。然而光电材料中不可避免的缺陷和杂质的存在会影响材料本身的电学、光学性质和光电性能,进而影响基于材料所制造的相关器件的性能及稳定性。与此同时,传统光电材料还存在着造价昂贵、对人体有害、原料稀缺及组分不均等不足,寻找合适的三元半导体光电材料替代传统光电材料可以在一定程度上克服以上不足并满足相关的光电器件的需求。针对以上两个问题,我们通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究闪锌矿AlAs半导体材料缺陷/掺杂特性,并探索一系列三元金属氰胺化物Ⅱ-CN₂（II=Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Zn,Cd和Hg）半导体的基础特性（晶体结构和电子结构特性）,为理解AlAs的导电原因和揭示Ⅱ-CN₂半导体的晶体结构规律提供理论见解。本文主要内容如下:（1）系统地研究了带电和中性状态的AlAs中的本征缺陷和外部掺杂（Mg,Si,C和Cu）对其导电性能的影响。结果表明,由于本征缺陷的形成能较高,确定了它们并不是p型或n型导电性的来源。当外部杂质掺杂到AlAs中时,Mg在任何条件下都是有效的p型掺杂。Si掺杂可以引入p型或n型导电,这取决于特定的化学势。C仅在中度和贫As条件下显示p型掺杂,而Cu掺杂对电导率几乎没有影响。（2）通过阳离子演化方法（GaN→ZnGeN₂→ZnCN₂→II-CN₂）,获得了三元金属氰胺化物II-CN₂的结构。通过第一性原理计算研究其晶体结构和电子结构特性,我们发现C和II族元素的半径差异对基态结构有很大影响。首先Be CN₂的基态结构保持与GaN相似的四面体配位结构;随着II的原子半径增加,基态结构演变为包含[CN₂]^2-链的结构。我们对上述所有II-CN₂的八个可能的结构进行了理论研究,研究结果表明II-CN₂带隙值范围在3.32～6.90 e V之间变化,这些II-CN₂的宽带隙表明这些化合物具有在紫外探测的应用前景。