本文利用基于密度泛函的第一性原理计算软件CASTEP，详细研究了一类全新的、以单键形式相结合的氮材料—单键立方相氮（single-bonded cubic form of nitrogen），也即立方偏转结构的氮（cubic gauche，cg-N）。这种单键立方相氮是在115GPa的高压和2000K的高温下，直到最近才在实验上首次制备成功的。单键立方相氮具有奇异的性质并有巨大的潜在应用价值。然而目前几乎还没有针对其基本的物理性质，如力学、光学等的研究，因此在本论文中我们对其基本的物理性质，即力学性质，光学性质和晶格动力学及相关的热学特性展开了研究。 在对cg-N的力学性质的研究工作中，我们首先讨论了单键立方相氮在不同压强下的稳定性，发现单键立方相氮在0压下是一种亚稳结构，在压强高于60GPa 时是稳定结构。然后我们对在0-600GPa压强范围内的单键立方相氮的内部参数x和带隙的变化展开了讨论，随着压强的升高，x逐渐减少，这意味着单键立方相氮在足够高的压强下有可能变为简单立方结构。有趣的是cg-N的带隙也随压强的升高而变小。我们预测在680GPa时，带隙消失，发生一个非金属到金属的相变。最后，我们对力学性质展开了系统地研究，并得到了一些基本的力学常数，如体模量，杨氏模量等。根据我们的计算结果，我们认为单键立方相氮是一种坚硬的材料。对单键立方相氮的弹性常数和弹性各向异性随压强的变化我们也进行了讨论。发现单键立方相氮在我们所讨论的压强范围内满足力学稳定性的一般要求，并且在约75GPa时，变为弹性各向同性。 在对光学性质的研究工作中，我们首先讨论了cg-N的能带结构和态密度分布。我们发现导带主要来自N的2p轨道的贡献，价带的-25.61eV到-15eV部分主要由N的2s轨道贡献，而价带的-15到-8.57eV和-5.69到0eV却主要是由N的2p轨道构成。接下来我们计算了其介电函数，吸收系数、能量损失谱、反射率、折射率指数和传导率等光学常数。同时我们把金刚石的光学常数列出来并作了全面的比较。我们发现单键立方相氮和金刚石一样是一种宽带隙的光学材料，然而其它的光学性质两者却有明显的差异。 在对单键立方相氮进行晶格动力学及相关的热学性质的研究中，我们首先得到了其声子的色散关系及相应的态密度。我们发现在Γ点有三条声学支，9条光学支。所有的9条光学支均为拉曼活性模，其中三重简并的模同时还为红外活性模。通过对声学支的分析我们得出了横波和纵波的声速分别为9.38和11.54km/s。接着我们对其热容和热焓，自由能及熵进行了讨论，并和金刚石的热容作了比较。我们发现单键立方相氮有比金刚石有更好的热容性质。因此单键立方相氮有可能作为一种极好的导热材料，在当今的电子设备及器件中有潜在应用。