ZnO半导体材料凭借其独特的光电性能和优良的物理化学性质在光电器件、光催化、太阳能电池等领域有着非常广泛的应用,但是其约3.4e V的带宽限制了其只能工作在紫外波段。人们急需能对其能带进行调制,以得到更灵活的工作波段。固溶体是一种有效且容易实现的调制能带的手段,因此,本文通过第一性原理计算对ZnO、Ⅱ族金属氧化物以及基于它们的三元固溶体的结构和电子属性做了系统全面的研究,主要包括以下内容:首先,研究了纤锌矿ZnO材料的基态性质以及应变对其能带结构的影响,发现通过施加压缩应变可以使价带顶的三条能带顺序发生反转,即随着应变的作用原来能量最低的Γ₇带会发生能带交叉。通过对比计算Al N和其他Ⅱ-Ⅳ族纤锌矿材料,我们发现这种价带顺序随应变发生反转的现象是由p电子和d电子的耦合作用引起的,p-d耦合作用对Γ₇的能级位置有着特殊的影响。而通过进一步的LDA+U计算,我们发现当p-d耦合作用增强到一定程度时,这种价带顶能带顺序反转的现象将不再出现。其次,系统的计算了Ⅱ族氧化物半导体MO（M=Zn,Cd,Be,Mg,Ca,Sr,Ba）B1、B3和B4结构的结构参数和电子性质,包括晶格常数,体积模量,带隙和形变势等,并对它们几何结构与电子结构的关系做了详细的讨论。另外,通过对带阶的计算,我们发现对于B1和B3结构,从Be O到Mg O再到Ca O价带顶会逐渐下降,而从Sr O到ZnO再到Cd O价带顶的位置又会逐渐上升。最后,全面地研究了三元固溶体Mx Zn1-x O的结构失配,带隙弯曲系数和结构稳定性。发现随着固溶体中ZnO成分的减少,固溶体的结构会从B3转变为B1,并且这种结构转变所对应的ZnO成分的临界值从（Ca,Zn）O、（Mg,Zn）O、（Sr,Zn）O、（Ba,Zn）O到（Cd,Zn）O逐渐增加,也就是说,（Ca,Zn）O固溶体可以含有最少的ZnO成分并保持处于B3结构。