碳化硅（SiC）是一种宽带隙半导体材料，拥有许多优异的物理特性。随着实验技术的不断提高及理论研究的不断深入，SiC引起了人们极大的兴趣。但是由于传统稀磁半导体中的掺杂同时引入了空穴和自旋，无法实现自旋或者空穴的单掺杂对铁磁性的影响，所以新型稀磁半导体的研究就显得必不可少。 本文主要通过基于密度泛函理论第一性原理方法，采用CASTEP（CambridgeSequentialTotalEnergyPackage）软件包对4H-SiC、6H-SiC以及LaAgSO基体材料几何结构进行优化，分析铁磁能量，通过态密度和自旋密度分析铁磁性产生的原因，为实验提供参考。 具体研究内容如下： 一、通过第一性原理计算了过渡族金属元素（Ni、Cr）和Al共掺杂4H-SiC材料的磁性，并分析了磁性产生的原因。Ni掺杂可以产生铁磁性，是通过Ni：3d-C：2p-Ni：3d的耦合链产生，但是Al或者Si空位的加入则可以使铁磁性消失，转变成顺磁性或者反铁磁性；Cr和Al或者Cr和Si空位共掺杂可以产生铁磁性。 二、系统计算了Cr、Fe共掺杂4H-SiC的电子结构和磁性。单一的Cr原子或者Fe原子掺杂可以产生磁性，Cr、Fe共掺杂则可以通过Cr原子、Fe原子以及两者中间的C原子耦合而产生铁磁性。Si空位的引入对Cr、Fe共掺杂的铁磁性影响不是太大，但是可以降低Cr原子和Fe原子的磁矩大小。 三、计算了N、Al、Si空位（VSi）共掺杂6H-SiC铁磁性产生原理，具体探讨了VSi在其中所起的作用。在空位掺杂中，Si空位（VSi）的形成能比C空位（VC）低，VSi更加稳定。在N掺杂时，N替换C（NC）的形成能比N替换Si（NSi）低。VSi和NC共掺杂可以产生自旋极化，是VSi邻近的C的2p电子轨道在起作用。引入另一个VSi，结果显示可以引入铁磁性，电荷的加入可以增强铁磁性，是因为电荷的加入增加了载流子的浓度。在中性条件下，Al原子的加入可以增强铁磁性。 四、系统研究了V、M（M=Sr，Ba）共掺杂LaAgSO基新型稀磁半导体的磁性机理。本征LaAgSO是非磁性半导体；单一的V原子掺杂可以引入自旋极化，是由V原子以及临近的S原子提供的；两个V原子掺杂可以诱导铁磁性的出现，是通过V：3d-S：3p-V：3d轨道耦合形成的；Sr或者Ba的加入则使这种耦合情况增强，是因为Sr或者Ba的掺杂增加了空穴的浓度，因而增强铁磁性。
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