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由于氧化锌的物理和化学性质在基础角度和应用方面都做出了详尽的叙述，在此我们主要侧重于计算工作方面的努力。
多态性和物理性质
在广泛的温度和压力范围包括环境条件下，氧化锌具有纤锌矿（B 4）晶体结构（矿物红锌矿），所有原子呈四面体排布（见图1a和1b）。可视这种AA′结构为一种大量存在单原子厚度的电中性片结构，其中锌、氧原子形成一个六边形的蜂窝，每个位置都有三个等价的锌氧键。其中所有的Zn占据一侧的位子，O占据另一侧。氧化锌是一种严格的离子晶体，每一层都具有偶极距，相对于表面是正常的；平行六面层或者表面是通过Zn和O两边的键能结合得到的，这是导致ZnO材料具有压电特性的主要原因。
另一种堆积顺序AA′A′′引出了另一种众所周知的闪锌矿结构（B3，如图1h和1i）,适用于许多二元半导体化合物。Bragg 和 Darbyshire**次揭示了氧化锌的闪锌矿结构，并研究了铜板上氧化锌薄层。令人惊讶的是，直到最近闪锌矿薄膜被合成后，他们的研究成果才得到证实。
在压力条件下，氧化锌经过**次相变转化成岩盐结构，原子排布由四个增加到六个。从理论上预计，在极高压条件下，氧化锌可转变成CsCl（B2）结构成八配位离子，但这种情况尚未被发现。
最近，周期性理论计算已被用来预测薄膜中六角片层变薄是由于氧化锌变成六方BN（石墨）结构，同时，片层与配位数低于3的配位体（三配位体中）之间的Zn-O键消失。此外，在压力作用下，六角片层能固定在每个点位置，这使得Zn和O原子配位数增加到5（在三配位体中），这已经作为基于密度泛函数理论与半经典模拟模型对纳米氧化锌在拉伸应力下（图1，1f和1g）的一种中间压稳结构（HX）提出。根据理论计算，在压力作用下，氧化锌可能存在一种体心四角结构（BCT-4）（图1，1j和1k）的亚稳中间态，使得其配位数为4，但这种4配位体高度扭曲。此外，可以构建一种完全的微孔结构，这种结构和已知或假设的沸石结构是同晶型的。在这种结构中，Zn和O离子将占据候补阳离子位子，阴离子标记Zn-O半键位置。这些相只有 |
