چکیده: در این کار خواص الکترونی، اپتیکی و مغناطیسی نانو ساختارهای بر پایه ترکیبات نیمرسانای گروه III-V با استفاده از روشهای محاسباتی مطالعه شده است. دراین مطالعه از روش های مونت کارلو، ترکیبی ژنتیک-مونت کارلو-وردشی ، ترکیبی ژنتیک-مونت کارلو-وردشی بایاس شده (ترکیب با روش برون یابی)، تفاضل محدود، ماتریس چگالی فشرده، ماتریس انتقال، مرز عبوری کوانتومی، نظریه تابعی چگالی اسپینی وابسته به دما و k.p شش نواره خودسازگار استفاده شده است. در فصل های دوم و سوم این رساله الگوریتم های روش های محاسباتی هیبریدی استفاده شده تشریح شده اند. بررسی رفتار یک اکسیتون مقید در چاه های کوانتومی یگانه GaAl0.7As0.3/GaAs و GaAl0.7Sb0.3/GaAs و مقایسه نتایج بدست آمده با کارهای دیگران نشانگر دقت بالای روش های ترکیبی اشاره شده می باشد. در فصل 4 معادله شرودینگر با کمک تقریب توابع پوش برای چاه های کوانتومی چندگانه GaN/AlN و GaAl0.7As0.3/GaAs با عرض کل ثابت حل شده و با کمک روش ماتریس چگالی فشرده ویژگیهای اپتیکی این ترکیبات مورد بررسی قرار گرفته است. در این کار اثر تعداد چاهها روی انرژی زیر نوارها، انرژی های گذار، انرژی فرمی، تابع موج حالت پایین سیستم ، ضرایب جذب خطی، غیر خطی وکل وهمچنین ضرایب شکست خطی، غیر خطی و کل به ازای تعداد چاههای مختلف و طول کلی ثابت بررسی شده است. همچنین اثر یک میدان مغناطیسی اعمالی در راستای رشد ساختارها روی پارامتر های فوق الذکر و همچنین قدرت نوسانگری مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل 5 با کمک روشهای ماتریس انتقال، تفاضل محدود و روش مرز عبوری کوانتومی روند تولید ریزنوارها در ابر شبکه های GaN/AlN با طول موثر کلی ثابت و تعداد چاههای مختلف بررسی شده است. این بررسی با کمک محاسبه مستقیم زیرترازها و همچنین محاسبه ضرایب عبور برپایه روش ماتریس انتقال انجام شد. سپس با کمک روش مرز عبوری کوانتومی ضرایب عبور برای الکترونهای با اسپین بالا و پایین و همچنین قطبش اسپینی در ساختار GaAl0.7As0.3/GaAs در حضور برهمکنش اسپین مدار درسلهاوس مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل 6 با استفاده از نظریه تابعی چگالی اسپینی وابسته به دما در حضور پتانسیل برهمکنش تبادلی–همبستگی و دما رفتار یک گاز الکترون دو بعدی محصور در چاه های کوانتومی چندگانه GaAl0.7As0.3/GaAs بررسی شده است. در این فصل همچنین با کمک روش k.p شش نواره خودسازگار وابستگی دمایی به بررسی قطبش اسپینی یک گاز حفره دو بعدی در چاه کوانتومی GaAl0.7As0.3/GaAs/GaMnAs پرداخته شده است.