Mn掺杂ZnO稀磁半导体材料因具有优异的磁光特性,在太阳能电池、自旋电子器件以及光催化等领域具有广泛的应用前景。而通过调控Mn掺杂和点缺陷能够有效改善ZnO的磁光性能。但是,Mn掺杂和点缺陷对样品制备条件比较敏感,实验数据重复性差,导致加大了实验上调控Mn掺杂和点缺陷的难度。此外,掺杂体系的磁性来源、磁性机理和居里温度没有统一的结论。对系统地研究以上问题,第一性原理有一定的优势。本文用第一性原理系统地研究了Mn掺杂和点缺陷对ZnO磁光性能的影响。研究内容和结果如下:第一,研究了点缺陷对ZnO磁光性能的影响。结果显示,富锌条件下,含锌间隙（Zni）和氧空位（VO）的ZnO形成能相对较小;而富氧条件下,含锌空位(VZn)和氧间隙（Oi）的ZnO形成能相对较小。含Zni和VO的ZnO没有磁性,而含VZn和Oi的ZnO磁序态为反铁磁态。含VO和Zni的ZnO的带隙中形成施主杂质能级,吸收光谱红移。而且,杂质能级与费米能级重合,形成陷阱效应,降低电子与空穴复合率。这有利于设计和制备新型ZnO基光催化剂。含VZn和Oi的ZnO光学带隙变宽,吸收光谱都蓝移。第二,研究了不同掺杂位置的Mn(替换Zn位的表示MnZn;间隙位的表示Mni)和点空位(VZn和VO)对ZnO磁光性能的影响。不含VZn/VO的Mn掺杂ZnO中的Mn具有聚集分布的特点,而含VZn/VO的Mn掺杂ZnO中的Mn具有均匀分布的特点。含VZn的MnZn掺杂的ZnO和含VO的Mni掺杂的ZnO均有长程有序铁磁性,而且居里温度均高于室温,前者还具有明显的半金属性。掺杂体系磁性来源为以载流子为媒介的双交换作用,这与平均场近似理论和双交换机制相一致。不含VZn/VO的MnZn掺杂ZnO的吸收光谱红移,而Mni掺杂ZnO的吸收光谱蓝移。含VZn/VO的MnZn掺杂ZnO和含VO的Mni掺杂ZnO的吸收光谱都红移,而且VO对吸收光谱影响更加明显。第三,研究了不同配比量的Mn和VZn/VO对ZnO磁光性能的影响。含VZn的Mn掺杂ZnO具有半金属铁磁性,而且Mn:VZn=2:1时半金属性更强。含VO的Mn掺杂ZnO的磁性与VO没关系,而取决于Mn的掺杂量。平均场计算结果显示,含VZn/VO的Mn掺杂ZnO具有实现室温铁磁性特点。VO和VZn对ZnO:Mn的可见光吸收光谱都有影响,但是VZn影响不大。含VO的Mn掺杂ZnO的带隙中形成杂质能级,且杂质能级形成了陷阱效应,促进体系的光催化特性。而且,VO的浓度越高光学带隙越窄,说明Mn:VO比例的调节对Mn掺杂ZnO光学带隙的调整起到关键作用。第四,研究了不同价态的Mn和VZn/VO对ZnO磁光性能的影响以及机理。含中性VZn(表示V0Zn)的Mn2+掺杂ZnO的结构稳定,体系总磁矩最大。而且,掺杂体系具有室温铁磁性和半金属化特性,其磁性主要来源于以空穴为媒介的O2p和Mn3d之间的双交换作用和巡游电子自旋极化。这对设计和制备高磁矩、高居里温度的新型稀磁半导体非常有价值。VO0和V0Zn对可见光吸收光谱影响较大,而且波长在400-509nm范围内VO0的影响比较大,而波长大于509 nm时V0Zn的影响比较大。