首先对高压科学与计算物理进行简单的概述，介绍Tomas-Fermi模型、Hohenberg-Kohn定理、Kohn-Sham方程及交换关联泛函，为后续第一性原理计算提供理论框架。阐述赝势方法、晶格动力学等关键技术，支撑高压下材料的电子结构、弹性性质与动力学稳定性分析。聚焦于晶体结构预测方法，介绍了包括粒子群优化算法在内的结构搜索算法。重点介绍了CALYPSO晶体结构预测软件的应用及其在高压相结构搜索中的高效性与可靠性。 Rh-Si化合物的相稳定性、物理性质和硬度的第一性原理研究。高压下RhSi的结构相变、弹性性质和硬度的理论研。地核压力下Ni-Si化合物的晶体结构和物性研究。高压下Si3B的结构相变、电子性质、硬度和超导电性的研究。高压下Si3N4的结构相变、电子性质和硬度的理论研究。最后展望了未来硅化物材料领域的研究方向，指出了未来可能的应用场景和研究挑战，提出了继续探索新材料的建议。

目 录
第1章 绪论1
1.1 高压物理背景1
1.1.1 高压科学1
1.1.2 高压计算物理5
1.2 物质的结构与性能7
1.3 硅化物的研究现状与应用9
第2章 理论方法12
2.1 密度泛函理论12
2.1.1 Thomas-Fermi模型12
2.1.2 Hohenberg-Kohn定理13
2.1.3 Kohn-Sham方程13
2.1.4 交换关联函数14
2.2 第一性原理计算14
2.2.1 赝势方法15
2.2.2 晶格动力学16
2.3 晶体结构预测18
2.3.1 粒子群优化算法18
2.3.2 CALYPSO软件包20
2.4 量化软件包简介22
第3章 RhSi体系的结构和物性24
3.1 研究背景24
3.2 计算方法26
3.3 结果与讨论28
3.3.1 RhSi体系的结构特点28
3.3.2 RhSi体系的稳定性和弹性性质32
3.3.3 RhSi体系的电子性质37
3.3.4 RhSi体系的硬度39
本章小结40
第4章 高压下RhSi的结构和物性42
4.1 研究背景42
4.2 计算方法44
4.3 结果与讨论44
4.3.1 高压下RhSi的结构特点44
4.3.2 高压下RhSi的稳定性45
4.3.3 高压下RhSi的弹性性质46
4.3.4 高压下RhSi的电子性质49
4.3.5 高压下RhSi的硬度50
本章小结51
第5章 地核压力下镍硅化合物的结构和物性52
5.1 研究背景52
5.2 计算方法54
5.3 结果与讨论55
5.3.1 地核压力下镍硅化合物的结构特点55
5.3.2 地核压力下镍硅化合物的稳定性56
5.3.3 地核压力下镍硅化合物的电子性质58
5.3.4 地核压力下镍硅化合物的声速度各向异性60
本章小结62
第6章 高压下Si3B的结构和物性63
6.1 研究背景63
6.2 计算方法64
6.3 结果与讨论65
6.3.1 高压下Si3B的结构特点65
6.3.2 高压下Si3B的动力学和力学稳定性68
6.3.3 高压下Si3B的电子性质70
6.3.4 高压下Si3B的硬度72
6.3.5 高压下Si3B的超导电性77
本章小结78
第7章 高压下Si3N4的结构和物性79
7.1 研究背景79
7.2 计算方法81
7.3 结果与讨论82
7.3.1 高压下Si3N4的结构特点82
7.3.2 高压下Si3N4的动力学和力学稳定性85
7.3.3 高压下Si3N4的电子性质88
7.3.4 高压下Si3N4的拉伸强度90
本章小结91
第8章 总结与展望92
8.1 总结92
8.2 展望94
参考文献95