III-V族化合物半导体具有良好的力学性质、机械性能以及光电性能,在异质结结构制造以及在可见光波长范围内的谐振装置等方面都得到了广泛的关注。为了丰富III-V族化合物组成的三元化合物晶体材料在应变异质结以及其他光电性能方面的应用,本文基于密度泛函理论研究了XAs（X=Ga、Al）电子结构和力学性质,以及Zn替位掺杂对III-V族形成的三元化合物的电子结构和光学性质的影响。首先本文采用第一性原理方法研究了GaAs和AlAs的电子结构和力学性质,计算的结果与已有的理论值以及实验值比较吻合的。在此基础上进一步推导了GaAs和AlAs的弹性模量（体模量B,剪切模量G,杨氏模量E）泊松比V和各向异性系数A,通过力学计算为这些材料在应变异质结方面的应用提供了理论基础。之后进一步研究了GaAs和AlAs组成的三元化合物GaAlAs₂材料的电子结构以及不同浓度的Zn替位掺杂Ga和Al对晶体的电子结构和光学性质的影响,比较了掺杂前后的吸收系数、反射率、介电函数、折射率、光电导以及能量损失谱之间的不同,从能量的角度得出Zn比较容易替换Ga原子,并且所形成的晶体材料具有较优良的光电性能。