目前使用的电子器件是利用电子的电荷特性来处理信息,然而对于信息的存储则使用的是电子的自旋特性。人们的想法是将这两种特性结合起来,以求提高和增加电子器件的功能,由此诞生了稀磁半导体材料。本文用密度泛函理论方法系统地研究了稀磁半导体材料。大部分计算采用局域密度近似下的离散变分原子团模型。文中描述了离散变分方法的理论基础?密度泛函理论。重点介绍离散变分方法(DVM),讨论基函数的构成、离散点的分布、势的构造。我们首先运用原子团模型研究了稀磁半导体GaN掺Cr((Ga,Cr)N)的局域电子结构和磁性。计算结果表明Cr原子的磁矩随掺杂浓度有明显的变化,变化趋势和实验吻合。在包含两个Cr原子的体系中Cr原子之间是铁磁性偶合,每个Cr原子的磁矩与相同浓度下掺杂一个Cr原子的磁矩相近。对于不同的掺杂浓度,Cr原子与最近邻N原子之间均为反铁磁偶合,Cr原子的3d电子与N原子的2p电子之间有很强的杂化,这和晶体的能带计算方法得到的结果一致。同时我们还运用原子团模型研究了(Ga,Mn)As,并将结果与(Ga,Cr)N进行对比。本文还对GaAs掺杂3d族过渡金属做了系统的研究,作为GaAs掺杂3d族过渡金属性质的总结。考虑到实验上制备DMS材料时,磁性元素的掺杂是非均匀的,所以我们计算得到的结果对于研究DMS的局域特性很有帮助,而且我们的原子团模拟方法还可以用来研究其他的掺杂体系。