高压下碘的非公度调制结构的发现引起了科学家的广泛兴趣。K. Tetsuji等人通过拉曼光谱实验发现溴在高压下也存在非公度相,但是一直没有x射线衍射数据准确地确定溴的非公度相的结构,并且非公度相产生的物理机制尚不清楚。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对高压下固态溴的物理特性进行了系统的研究,获得了如下研究结果:(1)通过对固态溴高压下电子结构的研究,发现导带和价带在55 GPa时交叠,预示着固态溴在此压力下发生金属化相变,与实验上确定的60 GPa相吻合,此时体系仍保持分子晶体的结构。(2)在65 GPa压力附近,固态溴开始由Cmca相到非公度相的转变,在75 GPa附近完全转变为非公度相。该相变由剪切弹性常数C44的软化所驱动,这种C44的不稳定性与长波Ag(L)振动模式的软化密切相关。在相变的压力区域,a-b平面内的原子不再处于最稳定的位置,沿着b方向进行调制才会稳定,这就是调制结构的成因。另外,通过从x射线衍射的角度,证明了溴的第V相的结构非常接近我们的调制结构。(3)随着压力的继续增大,调制结构在100 GPa转变为单原子相II,它具有体心正交结构,空间群为Immm,与实验上预测的在115 GPa发生相变相吻合。