随着计算机技术和计算物理学的发展，利用计算机模拟和预测材料的物理和化学性质越来越成熟，第一性原理的理论计算方法已经成为当今物理学的一个重要研究手段。本文主要采用了基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，计算了ZnO复合本征缺陷和Mg掺杂氧化锌化合物的形成能、禁带宽度、电子能带及态密度，并对其进行分析和讨论。在O/Zn=1，O/Zn＞1(富氧)和O/Zn＜1（富锌）三种情况下对纤锌矿ZnO不同复合本征缺陷进行了计算。研究表明：在O/Zn=1的情况下Oi-VO缺陷的形成能最低，在O/Zn＜1（O/Zn＞1）的情况下Zn间隙（O间隙）缺陷形成能最低。因此，分别在这三种情况下Oi-VO缺陷、Zn间隙和O间隙缺陷是容易形成的。在比较四面体间隙和八面体间隙中发现八面体间隙形成能更低。计算显示在富Zn情况下，起主导作用的是Zn间隙和O空位缺陷，这可能是抑制p型转化的原因之一。进一步还研究了富Zn条件下，Zn1-xMgxO材料的电学性质。研究结果表明，在富Zn的条件下，Mg原子替代Zn原子有最低的形成能，随着Mg原子浓度的升高，形成能有下降的趋势。Zn原子间隙形成能相对较低，Mg原子间隙缺陷形成能较高。这表明在ZnMgO材料的生长过程中，Mg原子主要以替代Zn原子的形式出现在富Zn的ZnMgO材料中，其次是Zn原子间隙，这可能是成为n型半导体的原因之一。Mg原子替代Zn原子后形成的ZnMgO材料仍是直隙半导体材料。对Mg替代掺杂ZnO材料的计算分析表明，导致带隙变宽的主要原因是由于高于导带底的地方出现了Mg原子替代所产生的高能级。而对可能存在的本征缺陷进行能带态密度分析得到，Zn间隙和O空位等点缺陷对其禁带、电导率、载流子浓度有着重要影响。