本文采用含超软赝势平面波方法的广义梯度近似和局域密度近似第一性原理对SrRuO₃/SrTiO₃/SrRuO₃隧道结中的氧空位情况进行计算分析，同时对Na和Fe掺杂SrRuO₃的结构、电子和磁学性质，以及Ti掺杂SrRuO₃的结构、电子和力学性质进行了相关研究。首先，采用第一性原理计算方法对SrRuO₃/SrTiO₃/SrRuO₃磁性隧道结的氧空位形成能进行了相关研究。结果表明该体系的氧空位形成能的大小除了主要受到金属-氧键的断裂的影响外，还受到界面晶格参数匹配情况的影响。计算结果表明氧空位的分布集中在晶格生长的界面上。此外，本文还对最低氧空位形成能模型的两个界面的电子环境和磁性环境的不对称性进行了评估。其次，采用含超软赝势平面波方法的广义梯度近似和局域密度近的第一性原理对Ru掺杂立方相SrTiO₃体系进行了研究。计算的晶格常数与实验值吻合。用电子结构分析表明SrTiO₃和SrRu_0.125Ti_0.875O₃分别为绝缘体和导体，原因是Ru-O的杂化使体系在费米能级上的电子数升高，并且从能带结构图上可以得知，Ru-O杂化带使得费米能级穿过了价带，从而掺杂的体系发生了绝缘体-导体的转变，这与实验现象吻合。本文还计算综合分析了SrTiO₃和SrRu_0.125Ti_0.875O₃的弹性常数，体积弹性模量，各向异性常数，并预测了其德拜温度，计算结果与实验值相近。第三，基于密度泛函理论含超软赝势平面波的方法，在广义梯度近似并考虑库伦排斥作用（GGA+U）下研究了对于Na掺杂SrRuO₃体系的结构，电子及磁性质。对模型的基态能量计算表明，所有的模型都处于稳定的顺磁性状态。Na的掺杂使RuO6八面体发生了比较强烈的Jahn-Teller畸变。Na掺杂削弱了SrRuO₃的斯托纳（Stoner）效应，从而导致了SrRuO₃磁性减小。能带结构和态密度的计算结果表明，Na掺杂使得SrRuO₃在费米能级附近的能带相互远离，降低了费米能级上的电子数量，通过积分计算可得出费米能级以上的电子数量同样减少了。综合可得Na掺杂虽然可以使导电性降低，但是没有发生金属到绝缘体的转变。最后，对于Fe掺杂立方相SrRuO₃体系，根据能量最小化原理获得的晶格常数和实验数据相似。对掺杂形成能的计算结果表明Fe更易掺杂在SrRuO₃的Ru位而不是Sr位，这与他人报道的实验结果吻合。对模型的基态能量计算表明，所有的模型都处于稳定的顺磁性状态。本文还分析了体系中可能出现的双交换和超交换作用。从对体系的电子结构和态密度分析可得知，Fe的掺杂可使SrRuO₃的导电性降低。