碳化硅(Silicon Carbide,SiC)是一种宽禁带、高热导率、大击穿电场和高饱和速率、小介电常数的半导体材料,非常适合于制造耐高温、大功率、高频电子和光电子器件,是光电导和发光的一种重要材料。但由于SiC是间接带隙半导体,其光电转换效率低,因此如何提高发光效率就成为SiC研究的一个重要课题。近年来,大量实验和理论研究证明SiC材料可以通过掺杂而改变性质,这些特性将会提高SiC的发光效率。论文数值模拟计算了掺杂前后的能带结构和光学特性,并在此基础上研究了它们的光导电特性和光致发光特性,重点考察了影响光导电性能的机制和影响光致发光的因素。主要工作如下:首先,阐明了课题的研究背景,并提出本论文工作的意义。介绍了SiC的结构、特性、器件工艺技术、研究现状以及应用现状。其次,简单介绍了密度泛函理论的基本框架和近年来的理论发展,并说明了计算软件CASTEP的特点。再次,采用第一性原理的超软赝势方法,研究了氮掺杂3C-SiC(SinNCn-1)的电子结构和光电导性质,并利用固体理论计算了3C-SiC掺杂前后主要散射机制。散射机制的分析表明:中性杂质散射和载流子之间的散射是影响SinNCn-1导电行为的主要机制。而在紫外区,长光学波散射机制是导致3C-SiC光电导率大于SinNCn-1的反常现象的主要原因。最后,利用第一性原理和带带跃迁辐射复合理论,研究了磷和氮掺杂的3C-SiC前后的光致发光性质。计算结果表明:由于带隙从间接带隙转变为直接带隙,费米面附近的载流子浓度增加,因而光致发光强度大大增强。而光致发光峰位置与吸收峰有关。