中文摘要：

高压下材料电输运性质的变化与能带结构的压力效应紧密相连，利用第一性原理来计算不同压力下材料的能带结构及态密度，不仅可以探索高压下材料的新性质，而且也为从理论上解释材料的性质提供新的思路。由于能源短缺和环境污染是目前全世界面临的重要问题，因此本项目选用目前被广泛用作固体氧化物燃料电池电解质的ZrO2、Bi2O3和CeO2为研究对象有着深远的意义。第一性原理计算是基于密度泛函理论和赝势方法，利用Material Studio中的Castep软件包进行计算。通过计算得到不同压力下ZrO2、Bi2O3和CeO2带隙和电子态密度等参数，分析材料空间电荷势随压力变化的原因，探求晶界变化对材料性能的影响，从理论上解释高压下材料电导率不连续变化的根本原因，并进一步探讨相变机理。压力作用下固体氧化物燃料电池电解质材料的奇特性质也可为弥补其在常压下应用的不足、拓宽燃料电池的应用领域提供理论依据。