随着有机材料应用日益广泛,在高温、高压和高辐射等极端环境下的应用需求越来越多。常规的实验室研究方法,不能很好地应用于极端环境下的材料研究,且开发周期长、成本高,不能适用于当下的研究现状,材料计算模拟弥补了上述的不足。基于理论模型以及计算预测,材料计算模拟可以对材料的结构等进行综合性的分析。在理论模型的基础上,传统的材料研究深度得到了拓展,实现了定性分析和定量分析的结合;而计算预测,使得材料的研究有了更强的方向性,对于研究创新有着重要的意义,同时也进一步提升了研究工作的效率。本文采用基于材料计算理论的材料计算模拟方法进行以下三个方面的研究:（1）以密度泛函理论为基础的第一性原理计算,研究了IBO晶体在0-300GPa压力范围内的结构、电子和光吸收等性质。综合分析了高压环境下IBO晶体的晶格常数、键长和键角的变化,发现在不同的压强下晶体存在着复杂的物理结构变化。然后,对IBO晶体的能带结构和态密度进行了分析,结果表明IBO晶体在120和150GPa时发生电子特性的转变,IBO晶体的电子结构随着压力的增加而变得不稳定,在180GPa时又重新转变为金属相。此外,光吸收性质研究表明随着压力的增加,IBO晶体具有较高的光学活性,在120、150和180GPa时分别发生了三次明显的相变。（2）以密度泛函理论为基础的第一性原理计算,对6-Amino晶体在高压环境下结构、电子和光吸收等性能进行了研究。对不同压强下晶格常数、键长和键角变化趋势进行分析,结果表明在高压环境下6-Amino晶体发生了复杂的物理结构变化。然后对6-Amino晶体的带隙、部分态密度和全部态密度进行了分析,发现在100-280GPa压力范围内6-Amino晶体的电子特性发生了四次明显的相变。此外,光吸收特性研究表明,随着压力的增加,6-Amino晶体的光学活性相对较高,在100GPa和180GPa处也观察到两个明显的结构转变。（3）对传统1700V SiC VDMOSFET结构进行适当优化,在传统结构中JFET区引入N型掺杂,积累区引入P型掺杂。同时,基于Silvaco软件对JFET区宽度、JFET区N型掺杂的浓度和宽度、积累区P型掺杂的浓度和宽度等敏感参数进行仿真优化,确定最终结构。引入N型掺杂后器件的击穿电压有所下降,但仍然满足1700V击穿电压的设计要求,栅氧化层的电场强度减小了0.165MV/cm,比导通电阻与传统结构基本持平;在这个结构的基础上引入P型掺杂后器件的击穿电压是1820V,达到设计要求,对比传统结构,该结构在略微增加比导通电阻的同时进一步降低了栅氧化层中心的电场强度,提高了栅氧化层的可靠性。