ZnO和基于ZnO的合金在半导体研究领域已经得到了越来越广泛的关注。由于它们具有较宽的直接带隙和很大的激子结合能,在光电器件中具有很好的应用前景。关于其稳定结构wurtzite相的光电属性及高压相变已有大量的研究报道。最近,实验证实可将其高压立方相截留至常压作为一种亚稳相存在,这为扩展其光电性能提供了极有利的条件。因此本文着重研究了其亚稳相的物理性质,最终获得了一些对其实际应用有重要参考价值的结论。本文的计算均采用第一性原理赝势和正交化平面波展开方法,电子的交换关联势采用广义梯度近似,并使用PW-91函数。本文对比地研究了wurtzite、zinc-blende和亚稳rock-salt相的ZnO的结构、电子和光学性质。计算显示亚稳rock-salt ZnO会存在一种负微分电导效应,并且具有更强的电子-光子耦合和更宽的光学响应区。结果表明rock-salt ZnO更加适合于光电应用,特别是应用于25³5 nm的超短波范围的光学响应区。本文还深入分析了常态下亚稳立方Mg_xZn_1-xO合金（x<33%）的光学机理,并将其与wurtzite Mg_xZn_1-xO合金进行对比。结果显示亚稳立方合金具备更强的电子-光子耦合、光学更加敏感的Mg 2p态、更大的静态介电函数和双金属响应区。这也意味着合金的立方相更加适合应用于光电器件中。合金中Mg的存在,为人工调节高能响应区提供了极好的有利条件。