碲镉汞材料是我国战略性高技术-红外光电技术的重要支撑性与基础性材料,已作为我国的自主技术在国家的航天领域得到了在轨应用。随着碲镉汞材料军事和民用应用的深入和红外探测技术发展,对碲镉汞材料的很多深刻物理问题认识已难以停留在基于经验参数的理论框架内。许多材料机理乃至器件在工程应用环境中表现的现象需要从全量子理论框架中寻求答案。本文利用基于第一性原理的方法对碲镉汞材料中的H杂质以及H钝化阳离子空位对材料电子结构和电学性质的影响进行了系统的理论研究,为碲镉汞材料工艺以及碲镉汞红外焦平面技术的发展提供全量子的理论分析依据。本文取得的主要成果如下:1.对CdTe和Hg0.75Cd0.25Te材料中的H间隙杂质进行了系统的计算分析和研究。对比了三种不同的H间隙杂质的电子结构和电学性质,找到了H间隙杂质在CdTe和Hg0.75Cd0.25Te材料中稳定存在的形态。通过电子局域函数以及电离电荷密度等方法分析了H间隙杂质对碲镉汞材料电子结构的影响。通过形成能和态密度等手段分析了H间隙杂质对碲镉汞材料电学性质的影响。2.系统分析了H与阳离子空位缺陷复合杂质对CdTe和Hg0.75Cd0.25Te材料电子结构和电学性质的影响。通过形成能和束缚能的计算,找到了复合杂质稳定存在的形态,分析了H对阳离子空位缺陷的钝化作用的过程和起因。通过态密度等从微观上揭示了H注入对碲镉汞材料电学性质改善的原因。3.研究了多H与阳离子空位复合杂质在CdTe和Hg0.75Cd0.25Te材料中的行为,通过弛豫和形成能的计算得到了多H在阳离子空位中稳定存在的形态。通过形成能的结果揭示了H注入过量引起p型碲镉汞材料向n型转换的过程。