本工作采用第一性原理设计了两种新型B-C及C-N材料,并对其稳定性及其相关性质作了系统的研究;针对几种典型的B-C-N体系,研究了杂质行为及其压力效应,主要包括c-BN和c-BC₂N等超硬半导体材料中杂质的形成能、电子能级的位置等随压力的变化情况,研究了材料中可能存在的杂质或缺陷类型及其在压力下的稳定性问题.具体的研究工作介绍如下:（一）由简立方C₂0结构出发,通过取代设计了两种材料,C₃N₂和B₂C₃。研究结果表明,C₃N₂有α-C₃N₂和β-C₃N₂两个相,α-C₃N₂存在压力范围为0-1.2GPa,β-C₃N₂为C₃N₂的高压相。通过第一性原理硬度计算知道其韦氏硬度均约为86GPa,介于c-BN（68GPa）和金刚石（98GPa）之间;B₂C₃具有金属性质,在3K时可以转变为超导体相。（二）研究了立方氮化硼中几种杂质在压力下的行为。（1）压力下立方氮化硼本征空位的研究。发现在富氮条件下硼空位的形成焓随压力的增加而减小,根据平衡杂质浓度公式,可以知道随压力的增加,硼空位的平衡浓度在增大;在富硼条件下,氮空位的形成焓随压力的增加而增加,其平衡浓度随压力的增加而减小。（2）立方氮化硼中碳取代硼或取代氮杂质行为的研究。结果表明在60GPa范围内碳取代硼的形成焓随压力的增加而减小,说明在压力下其更加稳定存在,平衡浓度也在增加;而碳取代氮的形成焓随压力的增加而增加,说明在压力下其变得不大稳定了且其平衡浓度变小。（3）立方氮化硼中氮或氧取代硼的研究。结果表明这两种取代杂质的形成焓都随压力的增加而减小,即在压力下其变的更加稳定,平衡浓度更大些。（三）研究了立方BC₂N中本征杂质的行为。研究结果显示,在BC₂N体材料中,空位的形成能都比较高,则空位不能稳定存在于材料中。而取代杂质（ BC II、N CI、C N）的形成能都比较低,甚至为负值,表明这几类替代杂质容易形成且能稳定存在于BC₂N材料中,其浓度比较高。