氧化锌是一种宽禁带半导体材料，室温下其禁带宽度为3.37eV，激子束缚能为60meV。由于其良好的光电性能，储量丰富价格低廉，无毒不会造成环境污染，在平面显示、太阳能、紫外发光等诸多领域有着广泛的用途，近些年来成为人们研究的热点。在氧化锌的应用领域中也存在着一些尚未解决的问题，稳定的p型导电的氧化锌难以制备成功，能带调节尚不能满足要求等，都极大的限制了氧化锌的使用。本文研究分为理论和实验两个方面。理论上，一是通过研究典型的p型掺杂元素和氧化锌中氧空位的相互作用，探讨了氧空位对P型掺杂的影响；另一方面对Al掺杂Zn1-xMgxO的晶体结构，能带以及光学性质进行了模拟计算，并比较了不同的Mg含量对合金的影响。在实验方面，一是利用水热法制备Al掺杂的Zn1-xMgxO，与理论计算的结果相互印证；另外，利用水热法制备了Al掺杂的氧化锌纳米棒，针对不同的制备温度以及退火条件对晶体性能和结构的影响进行了研究，具体工作如下:（1）介绍了基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算，以及MaterialStudio软件中的CASTEP模块的计算原理与步骤。并针对氧化锌体系，对软件中的不同泛函，阶段能、k点等相关参数进行测试。（2）通过建立模型，采用基于密度泛函理论的第一性原理对Ag，N，K三种元素在完整晶胞和带有氧空位的晶胞中的掺杂进行了计算，对晶格结构，氧空位形成能及电导率进行了理论分析。结果表明，K掺杂的体系中氧空位的形成能最低，Ag掺杂的空穴电导率最高。（3）建立Zn1-xMgxO合金及Al掺杂的Zn1-xMgxO模型，利用基于密度泛函理论的第一性原理对x分别为0、0.0625、0.125、0.1875两个体系的晶格常数，电子结构，光学性质等进行了计算分析。Zn1-xMgxO的禁带宽度随着x的增大而增大，光吸收系数和反射率也随着x的增大降低。Al加入Zn1-xMgxO后，整个体系的载流子浓度提高，在可见光范围内的光吸收率有明显的降低，并且Al掺杂的Zn1-xMgxO光吸收率随着x的增大而降低。（4）通过水热法制备了Al掺杂的Zn1-xMgxO，并通过实验研究了Mg含量对样品的晶格结构光学性质的影响，晶体结构和光学性质与理论计算结果较为符合。（5）通过水热法制备了Al掺杂的氧化锌纳米粉体，并探讨不同的制备温度对样品的结构、形貌以及光学性质的影响。结果表明较低的制备温度可以提高原料的利用率，且有利于制备较小粒径的晶体，但低温制备的样品的晶格微观应变较大。通过退火可以减少晶体的微观应变，提高晶体质量。不同温度下制备的样品的形貌和粒径差距较大，导致了不同样品的吸光度也有较大的差距。