硫化锌作为一种宽禁带半导体,其纳米材料具有良好的光电特性、光催化特性以及红外透明特性。目前,对于ZnS纳米材料的研究大都是关于低维ZnS纳米材料的制备方面,而对其微观性质的理论计算方面却非常少。本论文在成功制备出ZnS纳米颗粒的基础上使用第一性原理方法对ZnS各相材料的微观性质进行研究。本文首先采用水热法成功制备出ZnS纳米颗粒并采用相关测试手段对其微观形貌、表面结构及光学特性进行了表征。XRD结果显示产物为立方闪锌矿结构。SEM结果显示产物为球形纳米颗粒,粒径约为600nm。EDS分析结果表明产物元素组成为Zn和S。紫外可见吸收光谱图表明产物特征峰在331nm处,较体相材料发生了蓝移。荧光光谱图表明产物具有一定的表面缺陷。其次,本文通过第一性原理计算研究了本征态和本征缺陷ZnS材料的电子结构与光学性质。能带结构分析表明,本征态ZnS为直接带隙材料,禁带宽度为2.04eV。态密度的分析表明,ZnS的导带由Zn的4s态电子构成,价带部分由Zn的3d和S的各态电子构成并且发生一定的杂化作用。光学性质分析表明ZnS具有较好的紫外吸收能力。当存在S空位时,ZnS的带隙变窄,可见光区域的吸收增强。当存在Zn空位时,红外区域的吸收增强。最后,研究了ZnS纳米线与ZnS/ZnO核壳结构纳米线的电子结构与光学性质。结果表明,两种纳米线的禁带宽度均比体相材料大,紫外吸收增强,表现出一定的蓝移,与量子尺寸效应一致。而ZnS/ZnO核壳结构由于O的2p态电子在价带顶的贡献,禁带宽度比ZnS纳米线小,可见光区域吸收增强。