稀磁半导体是将过渡金属元素掺杂到非磁性半导体中而形成的磁性半导体材料。由于同时拥有电子电荷和电子自旋两种自由度,稀磁半导体同时具有半导体和磁性两方面的特性,在新型功能材料中具有重要的应用价值。对于多功能器件,寻找敏感材料并发展有效的诱导和调控手段,使其具有优良的磁性、光学及力学特性是非常重要且具有挑战性的工作。AlP是一种典型的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体。近年来,将过渡金属元素掺杂到AlP中以获得优良磁性性质的研究受到学者广泛关注。基于第一性原理计算,本文将少量Mn原子掺入AlP中形成了稀磁半导体Al14Mn2P16,相比于AlP,Al14Mn2P16具备优良的磁性和光学性质。此外,通过施加单轴应变、双轴应变和静水压力,对Al14Mn2P16的弹性、磁性和光学性质进行了调控,获得了一系列有意义的研究结果。主要研究内容及结果如下:1、研究了无应变状态下Al14Mn2P16的弹性性质、磁性性质和光学性质。在确定了Mn原子最佳掺杂位置的基础上,通过弹性常数计算,发现Al14Mn2P16是力学稳定的,与AlP材料相比,Al14Mn2P16具有更好的延展性,弥补了AlP脆性的弱点。更为重要的是磁性性质的计算结果显示Al14Mn2P16的基态是铁磁态,居里温度为369 K,高于室温（300 K）,表明在室温以上该材料具有磁性。此外,光学性质的计算结果显示Al14Mn2P16在可见光范围出现了一个吸收峰,吸收峰位于629 nm处。AlP是无磁性的半导体,在可见光区也没有吸收峰,因此,计算结果表明Mn元素掺杂不但可以在AlP中诱导磁性,还可以使其显现优异的光学特性,使得Al14Mn2P16在磁性器件与光学器件领域具有潜在应用价值。2、研究了单轴应变下Al14Mn2P16的弹性性质、磁性性质和光学性质。弹性性质的计算进一步说明Al14Mn2P16在-10%～10%的单轴应变范围内是力学稳定的;单轴应变作用下,Al14Mn2P16的体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比、各向异性因子和延展性均有不同程度的变化,说明单轴应变对Al14Mn2P16的弹性性质有较大的调控作用。特别是,压缩后Al14Mn2P16的居里温度可以提高到412 K。此外,光学性质的计算发现单轴应变作用下可见光区的吸收峰有124 nm的移动幅度。这些结果表明施加单轴应变是调控Al14Mn2P16的弹性、磁性和光学性质的有效方法,可以扩大材料的应用范围。3、研究了均匀双轴应变下Al14Mn2P16的弹性性质、磁性性质和光学性质。弹性性质的计算发现:Al14Mn2P16在-6%～10%的应变范围内是力学稳定的;通过力学稳定性判据推导出双轴应变下压缩的弹性范围不超过-8%。磁性和光学性质的结果表明:双轴应变不但可以提高Al14Mn2P16的居里温度还可改变Al14Mn2P16在可见光区的吸收峰。可见双轴应变也是调控Al14Mn2P16弹性、磁性和光学性质的有效方法之一。4、研究了静水压力下Al14Mn2P16的弹性性质、磁性性质和光学性质。弹性性质的计算发现:在0～20 GPa的静水压力范围内Al14Mn2P16是力学稳定的;静水压力作用下Al14Mn2P16延展性比单轴应变和双轴应变作用下有更大幅度的提高,说明静水压力是提高Al14Mn2P16延展性的有力手段。磁性性质的计算发现:当静水压力达到15GPa以上,Al14Mn2P16的居里温度低于38 K（远远低于室温）。光学性质的计算发现:Al14Mn2P16在可见光范围的吸收峰有大幅度的移动,覆盖了红光、橙光、黄光和绿光波段;特别重要的是当静水压力达到20 GPa时,Al14Mn2P16在可见光范围的吸收峰突然消失。在静水压力调控下,Al14Mn2P16出现磁性急剧减弱和可见光范围的吸收峰消失这两个重要现象,说明静水压力对Al14Mn2P16的磁性和光学性质有很强的调控作用。