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本论文利用同步辐射能量色散X射线衍射(EDXD)+金刚石对顶砧压腔技术(DAC)，结合第一性原理计算，开展了一些钙钛矿型材料、天然矿物样品和纳米材料的高压结构研究。同时还进行了SrRu1-xTixO3(0≤x≤1)固溶体系的粉晶结构研究。
1.GdFeO3型钙钛矿在高压下的结构变化行为(1)实验和理论数据表明CaTiO3在静水压下，其结构相对于理想钙钛矿的畸变程度加大。理论预测在压力值为30GPa时Pbnm-CaTiO3转变为后钙钛矿结构(Cmcm)，然而在实验中(压力达45.3GPa)并没有观察到对应的相变。这是由于钙钛矿到后钙钛矿的相变是重建式相变，在常温下只通过高压并不能使Ti-O-Ti键断裂。理论计算表明YAlO3随着压力增加到54GPa时其结构相对于理想钙钛矿的畸变程度减小，向高对称性的结构发展。
(2)对于GdFeO3型钙钛矿，若存在后钙钛矿相变，则其相变压力值与离子半径大小有相应的关系，即离子半径越大，相变压力值就越小。后钙钛矿在极高的压力下也会变的不稳定。通过分析Cmcm-CaTiO3的变化行为预测其在极端条件下分解的可能性最大。
(4)总结相关的半经验和理论模型来预测GdFeO3型钙钛矿在高压下结构的变化行为，分别为：容忍因子与A2+B4+X3型钙钛矿、体积参数法与离子半径重叠模型、阳离子位置的压缩性和第一性原理的从头计算法。
2.SrMnO3在0～20.6GPa压力范围内没有发生任何相变。这也许是实验的压力不够高，或者需要适当的温度来加速这种从4H型到3C型的重建式相变。在此压力范围内，c轴的压缩率比a轴的大。采用Murnaghan方程(K0=4)拟合出P63/mmc-SrMnO3的P-V状态方程参数：零压下V0=234.2(3)A3，体积模量K0=177(4)GPa。
3.在压力大于9.0GPa时观察到Sr2RuO4超导体一个结构相变，即从I4/mmm到I41/acd的转变。采用Murnaghan等温状态方程拟合晶胞体积与压力的关系，得到Sr2RuO4两相的零压体积V0及体积模量K0。高压衍射数据支持Sr2RuO4结构的稳定性与物性的变化存在相应的关系，如RuO6八面体的扭曲与磁性的变化，9.0GPa时结构的相变与ab平面电阻率Pab反常变化的关系。
4.天然矿物的压致相变研究(1)在室温下通过同步辐射X射线衍射和DAC高压技术，进行了天然矿物硬玉(NaAlSi2O6)的原位超高压结构研究，发现样品经过了C2/c-P21/c-Pbcn系列的相变，最后分解为CaFe2O4结构的NaAlSiO4和斯石英SiO2。
(2)利用同步辐射X射线衍射和DAC高压技术在室温下首次测量了天然绿帘石在压力达20GPa下的结构。随着压力的增加，绿帘石三个晶体轴上的压缩性近似，但以c方向上稍大。利用Murnaghan状态方程(K=4)对体积和压力数据进行拟合，获得绿帘石在0～20GPa范围内的等热体积模量K0为207±15GPa。
(3)简要介绍基于密度泛函理论(DFT)的从头计算基本原理和通过举例说明从头计算可以解决矿物压致相变的诸多问题，如计算P-V状态方程、求解相变压力PT、相变路径、各高压变体的物性变化以及预测极端高压下的变体等。
5.通过能量色散X射线衍射和DAC技术开展了纳米棒ZnO和对应体相的压致相变研究。实验数据证明了纳米颗粒尺度的减小将导致体积模量的增加，还有ZnO的低压相B4和高压相B1共存的压力范围也加大。在相变压力点时，晶胞体积的塌陷都很大。此外，纳米棒ZnO的相变压力值略大于体相的，这主要是由于表面能和体积塌陷两个效应相反的因素所支配的。
6.室温下随着Ti含量的增加，SrRu1-xTixO3体系依次具有Pbnm、I4/mcm和Pm3m结构。其对应的相变边界分别位x=0.65(Pbnm→I4/mcm)和x=0.95(I4/mcm→Pm3m)。