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随着信息技术和互联网技术的迅猛发展，数据存储空间越来越拥挤，人们对信息存储介质提出了更高的要求，因此研究和开发新型相变存储材料成为非常重要的研究方向。相变存储材料Ge2Sb2Te5(GST)因为具有相变超快性、可逆循环次数高和数据稳定性等诸多优点而成为应用中最受欢迎的存储材料。通过掺杂改性技术在这种优良材料的基础上改善或开发性能更优异的存储材料是一种行之有效的方法，有研究表明在GST材料中掺入适量的Sn表现出高结晶速率、低结晶温度和高反射率等特点，但是Sn的掺入对GST微观结构的影响以及作用机理并不清楚，也鲜有报道。鉴于此，本文通过实验手段并借助基于密度泛函理论的第一性原理模拟计算软件对掺杂Sn-GST的稳定性、基态性质和电子结构等展开研究。 首先提出了一种基于解析法高效制备定原子比的Sn-GST薄膜的方法，利用该方法制备了不同掺杂浓度的Sn-GST薄膜，对薄膜的组分测试表明掺杂Sn原子更容易取代GST中的Ge原子，并通过形成能的计算解释了这种趋向的原因。然后通过退火处理掺杂Sn-GST使其结晶，采用XRD表征手段研究了Sn掺杂浓度对掺杂薄膜晶体结构和晶格常数的变化进行了研究。 在模拟计算中，对未掺杂的GST和两种掺杂位置(SnGe-GST和Snsb-GST)下掺杂浓度分别为3.57％，7.14％和10.71％的Sn-GST超胞稳定后的晶格参数进行了计算，结果表明Sn的掺入没有改变GST原有的NaCl结构，但增大了GST的晶格常数，这与前面通过实验计算得到的晶格常数变化规律一致。通过计算总能量和形成能分析了Sn掺杂位置和掺杂浓度对Sn-GST结构稳定性的影响，总能计算结果表明掺杂在Sb位置上的Snsb-GST结构的稳定性高于掺杂在Ge位置上的SnGe-GST结构的稳定性，并且掺杂浓度越大这两种结构的稳定性差异越大。形成能的计算结果表明Sn掺杂浓度越大，掺杂Sn-GST结构越容易合成，但对于制备相同掺杂浓度的Sn-GST，Sn原子更容易取代GST中的Ge原子，这与实验中制备的掺杂薄膜的组分测试结果一致。 最后通过能带结构和态密度探究了掺杂浓度和掺杂位置对Sn-GST电子结构的影响，结果表明通过调控Sn原子的掺杂比例可以改变材料的导电性，Sn-GST在费米能级处的态密度主要来自于Te原子的p层电子，而Sn原子的s和p层电子对费米能级处的态密度贡献很少;Sn掺杂浓度相同时，费米能级处Snsb-GST结构的态密度总是小于SnGe-GST结构的态密度，这表明掺杂位置的不同确实改变了Sn-GST晶体的电子结构。 通过实验并结合第一性原理计算研究掺杂Sn原子对相变存储材料GST的稳定性、基态性质和电子结构的影响，对通过掺杂改性提高相变存储材料的综合性能具有重要意义，同时对开发和设计下一代相变存储材料也有具有重要的借鉴作用。