该文采用密度泛函理论(DFT)广义梯度近似(GGA)方法,对钛酸铅及其掺杂材料的电子结构和铁电性能进行了研究.研究内容主要包含振动性质计算、原子位移势能面计算和掺杂材料电子结构计算三个方面,旨在揭示钛酸铅发生铁电相变的原因.对钛酸铅振动性质的计算结果没有发现钛酸铅存在低温相变的证据.振动频率随四方应变的变化关系为:随着四方应变的增大,软模的频率增大,在某一临界点,不稳定的软模转变为稳定的振模.钛酸铅的四方应变大于此临界点,这是其四方相能够成为稳定基态的一个重要原因.原子位移势能面的计算结果为,Ti原子和Pb原子的位移曲线有双井特征,表明当Ti原子和Pb原子沿着软模本征矢振动时体系能量降低,这对钛酸铅铁电稳定性具有重要意义.同时电子结构计算的结果也表明Ti-OⅠ键和Pb-OⅡ键在相变后成键程度得到加强,这也是钛酸铅四方相稳定的一个重要原因.掺杂材料的电子结构计算表明,Mg原子的掺入使得其所在的微区成键情况发生了较大的变化,电荷从Mg原子向最近邻的O原子迁移,Mg-OⅡ键成键加强,而Ti-OⅠ键成键减弱,体系的铁电稳定性取决于它们之间综合作用的结果.Fe掺杂钛酸铅,情况与掺入Mg原子相反,Fe原子是得到电荷,电荷从附近的O原子向Fe原子转移,Fe原子与周围O原子的成键作用减弱,对体系的铁电稳定性不利.