磁性原子如Mn、Fe、Co掺杂在半导体内，会改变半导体的性质，使原来不具有磁性的半导体具有磁性，这类半导体叫做稀磁半导体，其中掺杂的磁性原子叫做磁性杂质。砷化镓材料作为一种重要的半导体材料，具有一系列优异的性能，如直接带隙、载流子迁移率高、制成的半导体器件具有高频、高温、噪声小、抗辐射能力强等优点。　　近年来，甲氨基卤化铅类型的钙钛矿结构CH3NH3PbX3(X为卤素)，以及它的混合结构由于具有非常好的光学性能，广泛应用在微电子和光电子领域。尤其是杂化钙钛矿结构的太阳能电池的能量转换效率(PCE)的逐渐提升，使钙钛矿结构材料在太阳能电池的发展中发挥着很大的作用。　　从理论上对以上材料的几何微结构，电子结构以及其它物理性能的研究将对实验研究起到重要的指导意义。本文利用第一性原理方法，计算了单个Fe和Co杂质掺杂在GaAs(110)表面的电子结构与性质。除此之外，还研究了杂化正交相钙钛矿结构CH3NH3Pb(I1-xBrx)3的电子结构和光学性质。主要研究内容如下：　　1.利用第一性原理研究单个 Fe杂质掺杂在 GaAs(110)表面的电子结构与性质，计算了Fe原子和其近邻原子的键长键角以及局域态密度(LDOS)与分波态密度(PDOS)。计算得到的结果与实验观察到的STS和STM图像符合得很好，我们从理论上对实验现象的物理微观本质进行了深入的讨论。　　2.利用第一性原理研究单个 Co杂质掺杂在 GaAs(110)表面的电子结构与性质，计算了原子的局域态密度(LDOS)与分波态密度(PDOS)，同时画出相应的电荷密度图，能够在理论上很好地解释实验现象。　　3.利用第一性原理，依据SR-DFT和SOC-DFT理论框架计算不同Br浓度掺杂CH3NH3Pb(I1-xBrx)3(x=0、0.25、0.5、1)体系的电子结构与光学性质。理论模拟计算结果表明：Br浓度对钙钛矿的几何微观结构，电子结构以及光学性能有着重要的影响。