由于载流子迁移率对器件光电导特性有直接影响,而材料带隙的可调控性能够进一步影响载流子迁移率,使材料有更加广泛的应用。本文通过掺杂和外部应力两种手段调控材料的电学性质。利用第一性原理方法,主要研究铁掺杂氮化镓单轴应变下的电子结构及载流子迁移率,具体内容如下:首先,我们研究了Ga15Mg1N16以及Ga14Mg1Fe1N16体系的电子结构及有效质量,并从形成能和声子色散角度对共掺杂结构的稳定性进行了分析。计算结果表明:Fe的引入使得体系能带密度增加、杂质能级更深;同时计算中考虑了 Mg掺杂对GaN基稀磁半导体（DMS）磁性的影响,计算结果表明:Ga14Mg1Fe1N16体系的磁矩较Ga15Fe1N16体系有所减小,说明Mg的掺杂浓度在超过一定阈值时会阻碍磁性离子结合;还发现Ga14Mg1Fe1N16体系沿不同方向有效质量的差异性小于Ga15Mg1N16体系,说明Fe的掺入减小了体系各向异性。其次,通过对Ga31Fe1N32体系进行优化,计算了无应变和沿x轴单轴施加应变时体系的形成能及声子谱以证明体系在所研究的应变范围内均稳定存在。比较了generalized-gradient approximation（GGA）+U 方法和 Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）06 方法计算的带隙值,确定了论文的后续计算均采用HSE06方法。计算了沿x轴单轴施加应变时体系的能带结构和光学性质,结果表明:在所研究的±1.5%应变范围内,应变使得体系的对称性发生改变;应变调控了体系的带隙值,并使得价带重空穴能级和轻空穴能级的简并逐渐消除;还研究了各应变条件下的复介电函数、吸收系数等光学性质,发现应变对材料光学性质影响较大的地方普遍位于光子能量为零的点;从整体观察,应变后的体系均有不同程度的蓝移现象。在低能区拉应变作用下各光学性质的峰值均增大,而压应变作用下的峰值存在不同程度的减小。最后,利用上述相关数据,计算了Ga31Fe1N32材料的有效质量、形变势和弹性常数等物理参数。从结果可以看出该材料是具有较大刚度的脆性材料;在应力作用下,导带底带边能量变化较大,得到的电子形变势大于空穴形变势,而电子的有效质量远小于空穴的有效质量;电子有效质量随着压应变到拉应变的变化呈现出递减趋势。文中只考虑了声学波声子散射,使得计算所得的载流子迁移率偏大,给出了载流子迁移率的上限。计算结果符合本征GaN电子迁移率远大于空穴迁移率的实验值趋势。得到了载流子迁移率随x轴单轴应变有效质量的变化趋势。