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材料预测最开始被认为是“不可能实现”。到目前为至，该领域已经发展出了多种理论来优化稳定结构的寻找。我们同样基于第一性原理准确的总能计算，提出了形成能方法来辅助新结构的探索。在这个过程中，我们从零开始成功搭建了第一性原理计算平台，并在此基础上完成了一系列新材料的电子结构计算。这些信息帮助了我们对这些新材料物性方面的理解。我们设计了多个体系下的一系列新结构，并研究了这些结构的形成能。结合大量的已有文献及实验，我们最终得出了如下结论:1）已有材料的形成能一般为负值或者极其接近零;2）形成能为正值的结构一般很难成相;3）但是形成能为负值的新结构也不一定能成相。在这些结论的帮助下，可以节省部分人力物力，也为提高探索新材料的效率打下了一定基础。 我们总结了铁基超导体在结构及晶体化学上的特点。在此基础上设计了一批潜在的新型超导结构。在对这些新结构进行形成能评估后，对其中的部分新结构进行合成。我们成功合成出Sr2Cr3As2O2，并对其物性进行测量，并进行了相应的第一性原理计算。 同时对我们组近几年发现的新材料进行了及时的第一性原理计算。这部分工作包括: 1)计算了Ba2Ti2Fe2As4O的能带结构，并利用Wannier90得到了其费米面。我们详细对比了Ba2Ti2Fe2As4O、BaFe2As2、 BaFe2As2O三个材料的电子结构。在通过费米面计算其电子占据后，我们发现这个材料确实存在电子转移。另外我们的研究结果表明Ti2As2O层可能存在弱的Néel反铁磁，这个材料的弱反铁磁与超导共存值得进一步研究。 2)利用GGSA+U，我们研究了EuBiS2F的在加U后的电子结构，我们发现不同的U对最高占据态的导带影响很少。费米能级处的电子绝大部分来于Eu-4f电子，同时形成了二维性很强的三套费米面。我们计算得到的态密度显示，费米能级处的电子态密度非常高，大约是类似体系的20倍。这很好的解释了电子比热系数和Pauli磁化率的加强。 3)我们研究了准一维超导体K2Cr3As3的电子结构。其基态是顺磁，且有比较大的铁磁涨落。费米能级附近，Cr-3dz2、3dxy和3dx2-y2轨道是最主要的电子态，它们形成了一个3D的费米面和二个准1D的费米面。费米能级处的电子态密度比实验值少1/3。在3D和其中一个准1D费米上的反对称性自旋轨道耦合劈裂是可观的(60 meV)。综合考虑后，最后我们认为该材料中高Hc2源于自旋三重配对机制的可能性比较大。