磁性材料是用途十分广泛的功能性材料,自旋电子技术是一种将电子的自旋和电荷综合运用的手段,由通过这种技术制造的器件具有颇多优点。宽禁带磁性半导体由于能够整合到磁性半导体器件中等特点受到广泛关注。但传统的金属3d铁磁性与半导体的传导率极大的不匹配,其阻止了有效的自旋注入,使得在实验中难以实现。因此需要设计具有高自旋极化率的新型磁性半导体。本文选择反铁磁性半导体CoO作为宿主,通过使用第一性原理对掺杂的CoO系统进行了数值计算模拟,重点研究了系统的电子结构和磁性。本文介绍了研究材料的背景及发展现状,解释了选用材料的原因和材料设计思路的来源,分析了模拟计算使用的技术;对相应的理论方法和计算流程进行了介绍,通过对理论计算方法进行推导,为模拟计算提供了可靠的理论依据;使用Materials Studio对CoO系统进行了单元素掺杂,分别研究了不同浓度元素掺杂、不同近似方法对掺杂系统的磁性和电子结构影响,以及研究对比了元素周期表中同一列3d金属元素对掺杂系统的磁性和电子结构影响。通过研究发现掺杂物La的浓度对系统的能带结构和态密度以及系统的总电荷密度有影响,对整个系统的总磁矩几乎没有影响;在LDA和PBE方法下计算出的体系的结构,系统的带隙,态密度以及磁矩的变化趋势都是相同的。这验证了单过渡金属元素掺杂CoO的所用参数具有可行性;通过对比不同的掺杂系统,预测了具有高自旋极化率的半导体掺杂材料。