最近报道镧的超氢化物LaH10具有高达250-260K的超导转变温度,以及镧本身独特的性质引起了人们对其在高压下的晶体结构和性质的研究兴趣。常压下,镧以双六角密排结构（P63/mmc）和面心立方结构（Fm（?）m）存在,其中双六角密排结构在高压下经历了一系列相变,首先在2.5 GPa转变为面心立方结构,随后在5.4 GPa时结构发生扭曲转变为R（?）m相,最后大约在60 GPa时又相变回面心立方结构;而另一种面心立方结构在这个压力范围内没有发生相变。最近实验上在78 GPa发现了一个扭曲的面心立方结构,空间群为Fmmm。镧在常压下就具有超导电性,超导转变温度为4.9 K。实验测量表明,当压力从0 GPa增加到5.4 GPa时,Tc迅速增加[39-41];在压力范围5.4-78 GPa,超导温度随压力的增加变化趋势比较复杂,总体呈减小趋势;在新相Fmmm存在压力区间78-140 GPa,超导温度随压力的增加以-0.13 K/GPa的速率急剧减小,在140 GPa时减小为2.2 K。根据文献报道,与镧有相似电子结构的钇在100 GPa以上存在新相P6222,Fddd和Fmm2,且与镧有着相同常压结构的钍在76 GPa时相变为I4/mmm,因此金属镧在140 GPa以上也极有可能存在新相。本文利用基于粒子群优化算法的CALYPSO晶体结构搜索软件对金属镧在100、150、200和250 GPa四个压力点进行了结构预测。除了实验上已经报道的Fm（?）m相和Fmmm相,我们还惊喜地发现了空间群为I4/mmm的高压新相。第一性原理计算表明Fm（?）m相和Fmmm相的焓值十分接近,理论上互为竞争相。通过比较Fm（?）m和I4/mmm两个结构的焓值随压力的变化,我们发现Fm（?）m相在180 GPa时会转变为I4/mmm相。电声耦合计算结果显示,Fm（?）m相的超导转变温度Tc在80 GPa时为10.3 K,在150 GPa时下降到1.6 K,减小的速率为-0.13K/GPa,与实验结果基本吻合。而对于I4/mmm相,200 GPa时的超导转变温度Tc仅为0.7K,几乎没有超导。进一步,我们研究了Fm（?）m相和I4/mmm相在140-240 GPa压力范围的弹性性质,发现这两个相在高压下均力学稳定,且为易压缩的脆性材料。本论文研究结果对发现其他稀土元素高压新相具有一定的指导意义。