半金属有着较高的居里温度和100%的高自旋极化率,是一种具有极大应用潜能的半导体自旋电子学材料。目前半金属的研究大多处于理论阶段,使用最多的研究方法就是计算机模拟。本文的研究是借助于计算机模拟来设计和探索新型半金属材料电子结构和半金属性能。我们的工作是基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)方法,采用第一性原理VASP软件包,对二元化合物CrTe,过渡金属V掺杂闪锌矿相半导体ZnS和ZnSe,以及宽带半导体MgTe掺杂过渡金属Cr的半金属性质及其来源进行研究。具体的工作如下:首先,我们对二元化合物CrTe的闪锌矿结构、钎锌矿结构以及砷化镍结构(NiAs)进行模拟计算,通过分析它们的磁学性质、态密度、能带结构以及部分电荷密度发现:前两种结构的CrTe是亚稳态,原胞磁矩都为4μ_B,具有半金属铁磁性,半金属带隙达到0.73 eV和0.84 eV;后一种砷化镍结构是CrTe的基态结构,具有金属铁磁性。除此之外,我们还得到CrTe的性质主要来源是Cr 3d电子自旋交换劈裂以及它与Te 5p电子强杂化。其次研究磁性过渡金属V掺杂闪锌矿结构半导体ZnS和ZnSe。我们主要研究它们的几何结构及电子结构。结果表明掺入V后ZnSe和ZnS的晶格常数只是轻微变大,没有发生晶格畸变。电荷密度和能态密度显示V d电子与周围的Se或S的p电子杂化是形成明显的铁磁性和半金属性的原因。对于Cr掺杂半导体MgTe,我们分别计算在钎锌矿结构和砷化镍结构下不同掺杂浓度的电子结构和磁学性质。发现两种结构所有掺杂浓度下呈现铁磁性,并且在钎锌矿结构下Cr掺杂半导体MgTe具有半金属性质,而在砷化镍结构下则接近半金属。