压力对物质的合成和性质有着巨大影响。高压将使材料的原子间距缩短,改变原子的化学价态,使原子间发生电荷转移,使晶体结构发生变化,从而引发一些特殊的化学反应。因此,高压物理是合成和发现新材料的重要手段。本论文以高压物理为支点,主要包括两个部分。第一部分为高压下的光伏材料方面的研究工作,介绍光伏材料的基本性质和研究分析的方法,并利用第一性原理对I-III-VI族化合物中的AgInS₂进行高压下的理论研究,对于寻找和设计新型光伏半导体材料有着重要的意义。第二部分我们立足于多铁磁电材料的基本理论和应用,并结合目前国内外研究的最新进展,用第一性原理方法研究了高氧压和高压下的多铁材料DyNiO₃的性质并分析研究了其磁电耦合效应的微观物理机制。为设计这种新型的信息存储材料奠定了理论基础。本论文的具体内容如下:首先我们针对目前光伏材料的研究热点I-III-VI族化合物中的AgIn S₂材料,基于第一性原理利用CALYPSO材料结构预测方法进行了高压下的新相结构预测。先前的实验研究发现,CuInS₂在高压9.5GPa左右将转变为立方相结构,并伴随着一些其他性质的改变。然而,对于这种I-III-VI化合物高压下的晶体结构和电子结构性质等理论研究却罕有报道。我们通过理论模拟发现,AgIn S₂的在12.5GPa的压力下结构将从四方相（对称性为I-42d）转变为立方相（对称性为Fd-3m）,与实验得出的结论吻合,但是相变压力要大于CuInS₂的相变压力9.5GPa。为了得到体系更加精确的带隙值,我们采用了杂化泛函HSE06方法,计算所得到AgInS₂的立方相带隙为1.2eV左右,较之它的四方相的带隙（2.0eV左右）,更为接近理想带隙（1.4eV）。在计算得到声子谱中我们发现布里渊区中没有虚频的存在,说明该结构满足动力学稳定性。同时我们通过计算体系的电子局域函数和电荷密度分析了这种化合物的原子间成键形式。并对常压与高压下不同结构的光学性质进行了计算比较。基于对新材料的设计角度,我们利用密度泛函理论,以高氧压合成的钙钛矿型DyNiO₃为研究对象,分析了GGA+U方法中,U值对该体系性质的影响。系统的研究了该化合物的电子结构、化学键、磁性、铁电性,并分析了其铁电性的来源。我们得到的结果显示,考虑了自旋极化和反铁磁磁结构后高氧压下DyNiO₃体系的对称性由P21/n转变为了P21。计算得出的电子结构性质显示出体系的带隙为0.715eV,为间接带隙化合物。体系中的Ni原子发生了电荷歧化,Ni1原子和Ni2原子的磁矩分别为1.703μB和0.710μB。从体系态密度图的分析中还发现Ni-3d和O-2p态发生了耦合。基于第一性原理,我们还计算了体系的波恩有效电荷和电子局域函数,确定了Ni-O键为离子键。并得到了体系的自发电极化值为6.78μC/cm2,沿着晶格b轴的方向,并指出体系中格点和键中心的电荷有序导致了DyNiO₃中铁电性的形成。最后我们基于第一性原理方法研究了高压下的DyNiO₃的晶体结构、电子结构、磁性和铁电性质。结果表明,在高压下DyNiO₃的晶体结构发生了改变,晶格常数和体积随着压力从0GPa到10GPa的增加而减小。在10GPa的压力下,DyNiO₃的晶体对称性由P21转变为P21/n,并且带隙由高氧压下的0.715eV变为1.25eV,为间接带隙化合物。通过对体系态密度的研究,我们还发现在高压下,Ni1原子位的磁矩不变,而Ni2原子位的磁距在0-10GPa下随着压力的增大而减小,导致了体系磁结构变化。在压力大于6GPa时,Ni2原子位的磁矩消失。这种体系的晶体结构磁结构的变化,消除了体系中的键中心的电荷有序,导致了铁电性消失,从而可以实现用高压对该体系的铁电性的调控。