本文主要研究了一些无机非线性光学材料和准一维纳米半导体材料的各种物理化学性质。应用密度泛函理论结合非谐振子模型计算讨论了CdxHg1-xGa2S4、CsCdBr3、RbCdI3·H2O及K3V5O14的电子结构、线性光学性质及非线性光学性质；应用密度泛函理论研究了量子限制效应对CdS、CdSe纳米线的电子结构和线性光学性质的影响，研究了不同管径、不同手性和填充物对SiC纳米管的电子结构和线性光学性质的影响。　　 第一章介绍了目前无机非线性光学材料及一维纳米材料的研究进展及其应用情况。　　 第二章概述了密度泛函理论的理论基础、平面波赝势密度泛函方法，简单介绍Materials Studio软件、CASTEP模块及用于计算非线性光学性质的非谐振子模型。　　 在第三章，采用密度泛函理论结合非谐振子模型研究半导体非线性光学材料CdxHg1-xGa2S4(x=0.0，0.25，0.50，0.75，1.0)的电子结构、频率相关线性光学及非线性光学性质。计算结果表明大的x(镉)含量导致大的带隙值，大带隙值导致小的光学克尔效应(非线性折射率n2)及大的光自聚焦临界功率。随着镉含量的增大，带隙的增大和光学克尔效应的减小是由于[CdxHg1-x]和EGa2S4]基团电荷的增大及它们之间相互作用的增大引起的。　　 第四章研究的是CsCdBr3(CCB)、RbCdI3·HzO(RCIM)及K3V5014非线性光学材料。理论计算表明：对CCB和RCIM来说，在低频率波段，SHG的共振行为不会出现，非线性折射率指数的色散都很小。Br-4s，-4p到Cd-5s态的电子转移对CCB的光学性质起主要贡献。RCIM的光学性质主要源于I-5p和0-2p到Cd-5s的电子转移。K3V5O14是一个间接带隙半导体。0-2p到V-3d态之间的电荷转移对K2V5O14的光学性质起重要作用。计算的双折射值足够大满足相位匹配条件。　　 前两章涉及的都是体相材料。在第五和第六章，研究了一些低维材料。第五章是关于CdS和CdSe纳米线的研究。基于密度泛函理论采用从头算法计算了其电子结构和光学性质。计算结果表明当CdS和CdSe的维数从块体降到具有几个纳米直径的纳米线时，量子限制效应增大了能隙，减小了介电函数，改变了双折射的符号，增大了双折射的绝对值。　　 第六章是关于SiC纳米管的研究。我们应用基于密度泛函理论的从头算法系统研究了管径、手性和卤化物填充物对SiC纳米管的电子和光学性质的影响。结果表明SiC纳米管的光学性质与管径和手性紧密相关。由于尺寸效应和兀轨道重叠效应的竞争，对于一给定手性的SiC纳米管，介电函数和能量损失函数中的峰的位置随管径增大有可能出现红移也有可能出现蓝移。SiC纳米管和填充的卤化物之间有电荷转移作用，AgCl填充对费米能级附近的能带结构影响较大，而KC1填充则对于费米能级附近的能带结构几乎没有影响。半径小的SiC纳米管和填充的卤化物之间的相互作用较半径大的SiC纳米管来得强。