当今社会，能源和环境问题日益突出，探索新型的可再生能源材料和技术愈加受到世界各国的重视。锡的硫化物(SnxSy: SnS、SnS2、 Sn2S3、Sn3S4、 Sn4S5)，因具有合适的禁带宽度(0.8～3.5 eV)、较高的光吸收系数(α＞104 cm-1)、优良的光电性质、资源丰富、环境友好等优势，在环保型高效太阳电池光电转换材料、全息记录、传感器、颜料等方面具有良好的潜在应用前景，是目前世界半导体材料研究领域中的热点。　　 本文选取SnS、SnS2和Sn2S3为研究对象，采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法，利用Material Studio软件中的CASTEP模块，建立相关模型分别对SnS、SnS2和Sn2S3进行几何优化和模拟计算，并分别研究了SnS、Sn2S3和Cu掺杂前后的SnS2的电子结构和光学性质，从不同角度阐明了它们的能带、态密度、电荷密度、光学与电学性质之间的关系及其影响规律，为后续实验制备和深入研究提供了理论依据。　　 主要内容如下:　　 (1)采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法，分别计算了0、12.5 at％和37.5 at％的Sn原子被相同个数的Cu原子替代后SnS2的电子结构和光学性质等。结果显示，未掺杂时，能带的价带顶和导带底不在同一个对称点上，可知SnS2是间接带隙半导体。未掺杂SnS2的吸收边大约位于1.32 eV处，两个主要的吸收峰位于3.10和6.81 eV处，反映了相关的电子跃迁。由于Cu的掺入，费米能级附近出现了中间能带，禁带宽度变窄。引入受主杂质能级之后，光学吸收峰显著红移，吸收的波长范围相对扩大。当Cu对Sn的替代量为37.5 at％时，化合物的光学吸收系数在低于5.58 eV和超过8.13 eV的频率范围内得到显著改善。　　 (2)采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法，建立了SnS超晶胞模型并进行了几何结构优化，对其能带结构、态密度、电荷密度及光学性质进行了模拟计算。结果显示，SnS是一种直接带隙半导体，计算所得的带隙值0.503 eV低于实验值的1.3 eV。DOS计算表明SnS是具有一定共价性的离子键晶体。当光子能量大约在0～3.10 eV和大于7.47 eV范围内时，晶体表现为介电性，在3.10～7.47 eV范围内晶体表现为金属性。SnS具有数量级105 cm-1的吸收系数，能强烈地吸收光能。　　 (3)采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法，建立了Sn2S3超晶胞模型并进行了几何结构优化，对其能带结构、态密度、电荷密度及光学性质进行了模拟计算。结果显示，Sn2S3是一种间接带隙半导体。计算所得的带隙宽度Eg=0.027 eV，低于实验值1.16 eV。由DOS图可以看出S的3p态电子在价带表现出较强非局域性，说明空穴的有效质量较大。Sn2S3是具有一定共价性的离子键晶体。当光子能量大约在0～4.54 eV和大于5.78 eV范围内时，晶体表现为介电性，在4.54～5.78 eV范围内晶体表现为金属性。Sn2S3具有数量级104 cm-1的吸收系数，吸收系数在4.87 eV处达到最大峰值为6.5397×104 cm-1，说明Sn2S3能强烈地吸收光能。