本论文的目的是使用基于密度泛函理论的第一性原理计算来研究过渡金属氮化物和过渡金属硼化物的结构、稳定性、弹性常数和电子性能,为预测材料的新性能和指导新材料的合成提供依据。具体的研究内容归纳如下：1.通过对氮化钯pyrite、marcasite、CoSb2和STAA四种结构的第一性原理研究,我们得出这四种结构的氮化钯在零压下都是金属性的。它们虽然都具有力学稳定性,但在零压时都不具有热力学稳定性。其中,pyrite结构的氮化钯在较高压力下时是最稳相。第一性原理计算得到的拉曼频率和实验得到的拉曼谱图吻合得很好,有力地证明了高压实验合成的氮化钯具有pyrite结构。pyrite结构的氮化钯虽然从动力学稳定性上来说是稳定的,但是它在低压时热力学不稳定,趋向于分解成Pd金属和氮气。2.研究了三种结构(pyrite结构、narcasite结构和CoSb2结构)4d和5d过渡金属氮化物的稳定性、弹性常数和电子结构。我们的第一性原理计算结果同实验和先前理论研究的结果非常一致,证实了实验中合成的氮化锇、氮化铱和氮化铂分别具有narcasite结构、CoSb2结构和pyrite结构。虽然这三种物质在零压下从热力学上来说都是不稳定的,但是它们都具有力学稳定性和动力学稳定性。氮化锇是导体,而氮化铱和氮化铂是半导体。氮化金的形成能相对于其它三种氮化物来说非常高,这可能是氮化金非常难以制得的原因。3.使用第一性原理系统研究了4d和5d过渡金属一氮化物的电子性能和力学性能。我们的计算结果和实验值非常吻合,并且发现所研究的所有的一氮化物都是金属性的。当d电子壳层开始被填充时,由于成键态被占据,晶格常数减小体模量增加。而当反键态开始被占据时,晶格常数增加,体模量减小。这就导致了在半填充壳层附近,会出现晶格常数的极小值和体模量的极大值。4.对4d过渡金属二硼化物MB2 (M=Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh)的晶体结构、力学性能和电子结构进行研究。通过计算得出二硼化锝和二硼化钼都是超硬材料。在4d过渡金属二氮化物中,Hex-I结构的二硼化锝具有最高的C33值947GPa。强共价键和由共价键相互作用形成的z字形结构是低压缩率产生的原因。5.我们使用第一性原理计算研究了4d和5d过渡金属一硼化物的结构、弹性性能、热力学稳定性和电子性能。在零压时NaCl结构的ZrB,NbB,MoB, HfB, TaB和WB, WC结构的TcB, RuB, ReB, OsB和IrB以及anti-NiAs结构的RhB,PdB都是热力学稳定的。这些物质的Vickers硬度都很低。由于B空位的存在,造成了WC结构IrB和anti-NiAs结构PtB晶格常数实验值和理论计算值的巨大差异。在常压下,WC结构化学计量比的IrB力学不稳定,同时anti-NiAs结构化学计量比的PtB动力学不稳定。这表明实验中合成出的IrB和PtB都是非化学计量比的。对于4d和5d过渡金属一硼化物,随着价电子数的增加,最稳定结构呈现NaCl结构到WC结构到anti-NiAs结构的转变。同时,我们还使用有机金属先驱法合成出过氧化锌纳米颗粒,并通过实验和第一性原理计算研究了它的结构、结构稳定性、磁性以及光学性能。研究结果发现过氧化锌会在230℃分解成氧化锌,而在常温条件下可以稳定存在至36 GPa。在零压时,立方结构的过氧化锌体模量为174 GPa,间接禁带宽度为4.5 eV,在温度降至5K时仍不具有铁磁性。