Heusler合金的结构简单、构成元素多元且具有多种优异的物理性能,如铁磁（ferromagnetic,FM）性、半金属（halfmetallic,HM）性、形状记忆和热电性能。它在1903年由德国化学家F.Heusler发现并以此命名。Heusler合金的HM性质主要体现为:它在一个自旋通道上存在带隙,而在另一个自旋通道中,电子穿过费米能级（Fermi level,EF）。因此,电子在EF处的自旋极化率可高达100%。HM性质还存在于金属氧化物、钙钛矿、双钙钛矿、稀磁半导体及闪锌矿和纤锌矿结构的化合物之中。由于Heusler合金具有较高的居里温度和较大的磁矩,因而它在上述材料中脱颖而出,在自旋电子学和磁电子学领域中具有广阔的应用前景。本文采用第一性原理的计算方法,对d0二元Heusler合金XF3（X=Be,Mg,Ca,Sr,Ba）、全 Heusler 合金Ti2CoTl1-xPbx（x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）以及四元Heusler合金TiHfIrZ（Z=Al,Ga,In）的结构、电子、磁性以及力学特性进行研究,得到的结论如下:（1）使用广义梯度近似（generalized gradient approximation,GGA）方法中的第一性原理计算来研究d0二元Heusler合金XF3（X=Be,Mg,Ca,Sr,Ba）的结构、电子、磁性和力学性能。它们的每个公式单元（formulaunit,f.u.）均具有整数磁矩1μB/f.u.,并且最稳定的态是FM态。它们是热力学稳定的,因为形成能为负值,结合能为正值。弹性常数Cij满足力学稳定性条件。在等静水压和四方应变的作用下,它们的HM特性均很稳定。（2）我们通过使用第一性原理计算研究了全Heusler合金Ti2CoTl1-xPbx（x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）的结构、磁性、电子和力学性能。对于x=0.00、0.25、0.50、0.75 和 1.00,Ti2CoTl1-xPbx 分别在 5.799～6.707、5.749～6.821、5.749～6.982、5.789～7.115和5.976～6.943A的晶格常数区域中具有HM特性。负的形成能、正的结合能以及高于室温的居里温度TC表明Ti2CoTl1-xPbx是热力学稳定的,可用于自旋电子学和磁电子学领域。Ti2CoTl1-xPbx每个f.u.的总磁矩μt满足Slater-Pauling规则μt=Zt-18,其中Zt表示每个f.u.的价电子总数。随着Pb原子浓度x的增加,自旋向上和自旋向下通道中的能带结构都向低能区域移动,自旋向下通道的间接带隙Eg↓的值增加。此外,弹性常数和弹性模量均表明Ti2CoTl1-xPbx具有力学稳定性,延展性以及对断裂和塑性变形的强抵抗力。（3）我们根据GGA方法中的第一性原理研究了四元Heusler合金TiHfIrZ（Z=Al,Ga,In）的结构、电子、磁性和力学性能。四元Heusler合金TiHfIrZ（Z=Al,Ga,In）的最稳定构型都是FM相中的Y型（Ⅰ）。负的形成能和正的结合能的绝对值均较大,证实了 TiHfIrZ（Z=Al,Ga,In）是热力学稳定的。高于室温的居里温度TC,每个f.u.较大的总磁矩2μB/f.u.和HM特性表明TiHfIrZ（Z=Al,Ga,In）可用于磁电子学和自旋电子学领域。TiHfIrZ（Z=Al,Ga,In）具有力学稳定性、延展性和高硬度。对于TiHfIrZ（Z=Al,Ga,In）,保持HM特性的晶格常数区域分别为5.722～7.062（?）、5.786～7.008（?）、5.839～7.034（?）。