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GaN光电阴极材料在蓝光以及“日盲”探测器领域具有很大的应用潜力。国外对于该材料的研究起步较早,制备的GaN光电阴极材料最高可以达到80%的量子转换效率,国内最高能够做到71.9%的光电转换水平。Ga N光电阴极材料量子转换效率的研究得到突破能够极大的改善器件的性能,采用理论计算的方法进行仿真能够有效的降低研究的成本以及提高科研工作的效率。采用第一性原理计算的方法在Material Studio软件中建立了GaN体结构模型并在CASTEP模块下进行仿真,确定了计算的基本参数,在此基础上进行了GaN（0001）极性表面Cs/O激活。通过建立Slab平板模型进行计算,所得（1×1）GaN（0001）氧化表面的吸附能的值依次为-0.1919eV、-3.0683eV、-1.9574eV、-1.948eV、-4.6394eV,所得值均为负值,理论模型是合理的。电荷转移情况表明Cs、O原子容易与表面上的Ga、N原子相结合。整个激活过程功函数值依次为3.974eV、9.624eV、1.663eV、2.481eV、8.583eV、1.927eV。最终所得功函数值远低于清洁表面3.974eV。电子亲和势与功函数变化成正相关。这表明电子亲和势也更小,电子光电转换逃逸到真空当中的难度降低,更容易得到负电子亲和势状态,电子的光电转换效率将提高。这与实验中所得的数据变化趋势相吻合。能带结构以及态密度图表明GaN（0001）表面呈现出金属性,O原子吸附后金属性表现得更强。建立了（2×2）Ga0.9375Mg0.0625N（0001）表面原子模型,在表面进行Cs/O激活,计算所得吸附能在Mg正上方最小,值为-1.45eV,吸附最稳定。根据密立根布居数分布得知,电荷转移产生的偶极矩与所得功函数值变化相对应。与O/GaN（0001）表面Cs/O激活过程功函数对比发现,只进行P型掺杂的体系比氧化表面的体系功函数降的更多,激活最终得到的功函数为0.925eV,这符合实验中进行P型掺杂后才能得到负电子亲和势状态的现象。计算所得的能带结构与态密度图表明P型掺杂后表面的金属性会加强。建立了（2×2）Ga0.9375Mg0.0625N（0001）氧化表面,该模型充分考虑了表面氧化与P型掺杂两种情况。根据能量最低原理比较计算后体系的总能量,吸附位置在Mg原子上方时吸附能最小,值为-4.9313eV。其次是在N原子上,吸附能数值为-4.7733eV。在Mg、N原子上方吸附两个Cs原子时N原子上方变得最稳定,其吸附能为-5.2713eV。这是由于原子之间的相互排斥导致的。计算得到的吸附能均为负值,所建立的模型是合理的。通过统计得到的表面电荷得知,Ga、O、Cs原子之间发生了电荷转移进而生成了偶极矩影响电子运动到真空中的效率。各吸附过程得到的功函数值其变化趋势与电荷转移所产生的偶极矩相对应。计算得到的激活各个过程的态密度图,更加准确的说明各原子的最外层电子对生成的总的能级所做的贡献。同时与P型掺杂的表面进行了对比,发现在将表面氧化引入到体系中后,功函数的值在完成Cs/O激活后降的更低,最终得到的功函数值为0.743eV。对此可以说明表面难以去除的Ga2O3在对形成负电子亲和势的过程中具有积极作用。