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压力（强）是与温度和组分并列的控制凝聚态物质结构与性质变化的热力学参量。压力作用下,物质中原子间距会缩短,电子轨道重叠加剧,从而导致结构相变;压力也可以降低物质的化学势垒,促进反应的生成,进而得到常压下难以合成的新材料;压力既可以使非超导体转变为超导体,也可以提高超导体的超导转变温度。目前,高压已经成为寻找新型功能材料的一种有效手段。1935年,Wigner和Huntington预言氢在压力高于25 GPa时,能够从常温常压下的分子绝缘态转变到类似碱金属单原子金属态,即金属氢。这主要归因于压力作用下,物质的带隙会变窄,从而使得物质从非金属态变为金属态。之后在1968年,Ascroft指出因为氢较小的原子质量及较高的电子态密度,极有可能是室温超导体。然而到目前为止,尽管实验上已达到388万大气压,但仍未获得金属氢。同时,由于实验上的局限性,更高压力的实现需要技术上的突破。2004年,Ascroft提出,富氢材料中的氢由于受到其它元素的“化学预压缩作用”,有可能在目前实验所达到的压力范围内表现出金属化特性,从而可能成为潜在的高温超导体候选材料。同时因为这些富氢化合物中本身含有大量的氢,所以它们可以成为潜在的储氢材料。在本工作中,我们主要采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算方法,结合晶体结构搜寻技术,对几种新型氢化物在高压下的晶体结构、氢的存在形式、金属化、超导电性及超导转变机制等性质进行了系统地研究,获得如下创新性研究成果:1)最近发现了新型硫氢化合物H3S在高压下的超导转变温度达到203 K（-70oC）,远远高于之前所报道的铜基超导体的超导转变温度（164 K）。因此,我们对同主族的钋氢化物在高压下的结构及超导电性进行了详细地研究,发现在高压下出现四种稳定配比的氢化物Po H、Po H2、Po H4和Po H6。除了Po H,氢是以氢原子形式存在外,其它配比Po H2、Po H4和Po H6中均出现了H2单元;电子行为的研究发现,结构Po H-P63/mmc、Po H2-Pnma、Po H4-C2/c和Po H6-C2/m均表现出金属化特性;最后,计算了不同压力下Po H-P63/mmc、Po H4-C2/c和Po H6-C2/m的超导转变温度,它们的Tc分别为0.14-0.65 K、41.1-47.2K和2.25-4.68K。2)常压下铟氢化物无论是气相态还是固相态均不存在,那么高压下是否存在这种氢化物。通过第一性原理计算方法及结构搜索软件,研究了In-H体系在高压下的稳定配比、晶体结构、电子性质及超导电性。首次提出在高压条件下,会出现两个稳定的配比In H3和In H5;In H3和In H5的稳定晶体结构中氢均是以H2或H3单元出现;化学键的分析表明,H2或H3单元中H-H间是以共价键形式存在,而铟氢之间形成的是离子键,且电荷是从铟原子转移至氢原子;能带及态密度的计算表明结构In H3-R-3和In H5-P21/m都是金属,它们在200,150 GPa时的Tc分别为34.1-40.5 K和22.4-27.1 K。3)高压实验上通过混合CH4和H2得到新型氢化物CH4H2,并且该化合物能够稳定存在到30 GPa,但是该化合物中氢原子的位置、电子性质以及存在的相互作用还不很清楚。因此我们通过第一性原理方法对高压下CH4H2的结构及性质等进行了系统研究,给出了CH4H2的高压相变序列:P-1→P212121→P21/C,相变压力点分别为15.6 GPa和98.2 GPa,在这些结构中,CH4和H2仍保持原来的分子状态。另外通过模拟的拉曼光谱,验证了CH4H2中H2-键的硬化现象,同时也发现H2的取向无序现象。最后通过电子行为的研究发现,在我们研究的压力范围内,CH4H2是绝缘体。4)铂族金属包括铂（Pt）、钯（Pd）、锇（Os）、铱（Ir）、钌（Ru）、铑（Rh）,其中铂、钯、铱和铑的氢化物在高压下能够稳定存在。那么锇氢化物和钌氢化物在高压力下是否存在,如果存在,其高压结构、氢的存在形式、是否金属化、超导电性等是怎样的,这些问题都是值得研究的。因此我们对高压下Os-H和Ru-H体系的结构与性质做了广泛地研究。对于XHn（X=Os,Ru;n=1-8）,我们首次预测出三种稳定配比（XH、XH3和XH6）;电子行为研究发现,配比XH和XH3表现出金属性,而XH6却是半导体;有趣的是,我们在XH6中发现了H2单元,且H2单元中H-H是以很强的共价键形式存在;最后我们对金属化的XH和XH3配比进行了超导电性的研究,发现不同压力点下结构Fm-3m-Os H、Fm-3m-Ru H、Pm-3m-Ru H3和Pm-3n-Ru H3的超导转变温度分别为2.1 K、0.41 K、3.57 K和1.25K。5)我们对高压下Hf H2体系的结构与超导特性进行了探索,发现低压下最稳定的相是I4/mmm,加压至180 GPa时由I4/mmm结构转变为Cmma结构,250 GPa时又转变为P21/m结构,且两次相变均属于一级相变;能带及态密度的计算发现这三个结构均表现出金属特性。化学键的分析发现,Hf H2是离子型晶体,电荷从铪原子转移至氢原子。最后我们在不同压力下对结构I4/mmm、Cmma和P21/m进行了超导电性的计算,得到它们的超导转变温度分别为47-193 m K、5.99-8.16K和10.62-12.8 K。