本文利用WIEN2k和BoltzTraP软件对AxCySi46-y(A=Ba、Pb、Eu)晶体材料进行了第一性原理计算,计算过程中分别采用两种不同的关联交换势研究它们的电子结构特性、热电输运特性以及超导特性。本文主要的研究成果如下:(1)对Ⅰ型笼状化合物Ba8Si46进行第一性原理计算,研究了 Ba8Si46的电子结构性质及热电输运特性,计算结果表明Ba8Si46是一种具有金属性质的材料,其塞贝克系数及功率因子均随着温度的升高而增大,在300 K时,功率因子为0.01 μW/(m·K2)。(2)基于Ⅰ型笼状化合物Ba8Si46,利用C原子对笼上原子Si进行替换,分别得到Ba8C6Si40、Ba8C16Si30、Ba8C22Si24和Ba8C24Si22四种笼状化合物的晶体结构,计算结果表明Ba8C24Si22具有较高的功率因子,温度在600 K时达到最大值,为0.2 λμW/(m·K2)。四种晶体结构稳定性和超导性较Ba8Si46有所降低。(3)在Ⅰ型笼状化合物Ba8Si46基础上,利用Pb和Eu原子对笼中原子Ba进行替换,得到Pb8Si46和Eu8Si46两种新的笼状化合物。两种体系的总结合能计算结果表明两者均具有稳定晶体结构,有望被成功合成。Eu8Si46具有磁性,并且Eu8Si46在费米面附近具有很高的状态密度。