五氮化三磷P₃N₅是由同主族元素组成的二元化合物,由于P和N配位数的不同,五氮化三磷在常压（α相）和高压（γ相）状态下均呈现出不同的高度级联结构。这种级联交错的结构特性会带来一些潜在的优良性质,比如出色的热学、机械、化学稳定性等。P₃N₅还可以用来合成高性能发光材料,在光电器件方面具有很大的应用潜力。尽管P₃N₅是未来潜在的高性能材料,但其结构、电学、光学等性能研究还鲜有报道,有待于深入研究。论文基于第一性原理计算方法和Material Studio软件,对本征α-P₃N₅和本征γ-P₃N₅的材料结构、能带结构、态密度以及光学特性等进行了理论研究,对单空位缺陷的氮化磷晶胞进行了电学和光学特性计算,采用替位式掺杂对两种相位的氮化磷材料进行改性研究,计算了其结构、电学、光学、结合能、差分电荷密度等性质。论文的主要研究内容及成果如下:（1）基于第一性原理计算方法和Material Studio软件,建立了常压α-P₃N₅和高压γ-P₃N₅的本征结构模型;利用收敛性测试确定了截断能和K点网格,对两种结构P₃N₅进行了结构优化,得到了稳定的几何结构;在此基础上,计算了其能带结构、态密度等电学性质和光吸收谱、能量损失谱等光学性质。计算结果表明,α相和γ相的本征P₃N₅均是间接带隙材料,α-P₃N₅原胞禁带宽度为3.5 e V左右,γ-P₃N₅原胞能带值为2.6 e V左右。两种相位的P₃N₅原胞均在深紫外区域具有较强的光吸收作用,α-P₃N₅原胞体系的电子易与22.3 e V的入射电子发生非弹性碰撞,γ-P₃N₅原胞体系的电子易与8.2 e V、14.6 e V的入射电子发生非弹性碰撞。（2）在P₃N₅本征原胞的基础上,论文通过删除一个N原子的方式来引入单个空位缺陷,并对含空位的晶胞进行了结构优化和性质计算。计算结果表明,仅有α相的Hole1晶胞计算出了1.87e V的带隙,其余单空位缺陷晶胞均因失去禁带宽度而具有了导体属性。α相和γ相的单空位缺陷晶胞依然在深紫外区域具有比较强的光吸收作用,对真空紫外线吸收效果较好。（3）论文采用了硼B、铝Al、碳C三种元素作为杂质对α-P₃N₅和γ-P₃N₅原胞进行了替位式掺杂改性计算研究。计算结果表明,在α相和γ相的掺杂晶胞中均发现Al的掺入对晶格结构的影响最大,掺C带来的影响最小,掺B比较适中。通过对α相和γ相掺杂晶胞进行结合能和平均键能的计算,发现掺C后的晶胞稳定性相对最好,掺Al的稳定性相对最差。在α相的掺杂晶胞中,掺B对氮化磷晶胞的能带调控作用比较明显,其次为Al,掺杂C后晶胞直接失去了禁带宽度。而在γ相的掺杂晶胞中,掺B对氮化磷晶胞的能带调控作用比较明显,其次为Al,掺杂C对晶胞的能带调控作用最小。在光学性质分析方面,采用同元素不同掺杂位置以及同位置不同掺杂元素对比的方式,研究了光吸收谱和电子能量损失谱,发现杂质的引入使得两种相位的掺杂晶胞出现了更多的吸收峰和损失峰,对能量较小的入射光子和入射电子变得敏感。掺杂提高了晶胞对380～780 nm内的可见光甚至红外线的吸收效果。本论文还通过结合差分电荷密度分析和原子布居分析对电荷的转移进行了定性和定量的研究,发现掺杂后晶胞中的Al带正电荷,B、C均带负电荷,但是C比B所带的电荷量多,而且C的电荷量也比N的少,十分符合电负性的规律,也证实杂质原子得失的电荷量主要源于与其成键的P。