| 中文摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 1 引言 | 第15-29页 |
| 1.1 热膨胀 | 第15-17页 |
| 1.1.1 热膨胀现象 | 第15-16页 |
| 1.1.2 热膨胀系数 | 第16-17页 |
| 1.2 负热膨胀现象和研究现状 | 第17-20页 |
| 1.2.1 负热膨胀现象 | 第17-18页 |
| 1.2.2 负热膨胀研究现状 | 第18-20页 |
| 1.3 负热膨胀材料的机理和实例 | 第20-27页 |
| 1.3.1 晶格振动和刚性单元模(rigid unit modes，RUMs)模型 | 第20-22页 |
| 1.3.2 相变 | 第22-24页 |
| 1.3.3 价电荷转移 | 第24页 |
| 1.3.4 磁转变 | 第24-27页 |
| 1.4 本章主要研究内容 | 第27-29页 |
| 2 理论计算方法 | 第29-39页 |
| 2.1 计算物理学 | 第29页 |
| 2.2 密度泛函理论（density functional theory，DFT） | 第29-34页 |
| 2.2.1 多体系统的薛定谔方程 | 第30页 |
| 2.2.2 玻恩-奥本海默近似（Born-Oppenheimor approximation）和哈特里-福克近似(Hartee-Fork approximation) | 第30-32页 |
| 2.2.3 Hohenberg-Kohn定理和Kohn-Sham方程 | 第32-33页 |
| 2.2.4 交换关联泛函E_(XC)[ρ] | 第33-34页 |
| 2.2.5 DFT+U | 第34页 |
| 2.3 晶格振动的计算和PHONOPY软件用法简介 | 第34-39页 |
| 2.3.1 直接法 | 第36页 |
| 2.3.2 PHONOPY程序包计算流程 | 第36-39页 |
| 3 立方相ReO_3与ScF_3负膨胀系数巨大差异的对比 | 第39-55页 |
| 3.1 背景介绍 | 第39-42页 |
| 3.2 计算方法和计算细节 | 第42页 |
| 3.3 计算结果及讨论 | 第42-53页 |
| 3.3.1 结构优化 | 第42-43页 |
| 3.3.2 晶格振动和负热膨胀 | 第43-46页 |
| 3.3.3 负热膨胀现象和机理解释 | 第46-49页 |
| 3.3.4 负热膨胀现象与电子结构的关系 | 第49-53页 |
| 3.4 本章小结 | 第53-55页 |
| 4 声子模软化引起ReO_3相变 | 第55-65页 |
| 4.1 研究背景 | 第55-56页 |
| 4.2 计算方法 | 第56页 |
| 4.3 计算结果及讨论 | 第56-64页 |
| 4.3.1 ReO_3不同相的结构特性 | 第56-57页 |
| 4.3.2 ReO_3不同相的电子结构 | 第57-59页 |
| 4.3.3 晶格动力学和形成热焓曲线 | 第59-62页 |
| 4.3.4 振动模软化诱发结构相变 | 第62-64页 |
| 4.4 本章小结 | 第64-65页 |
| 5 超导材料LaC_2的负热膨胀特性的理论研究 | 第65-81页 |
| 5.1 背景介绍 | 第65-67页 |
| 5.2 计算方法和计算细节 | 第67-68页 |
| 5.3 计算结果与讨论 | 第68-79页 |
| 5.3.1 LaC_2的结构优化和电子结构 | 第68-71页 |
| 5.3.2 声子振动谱 | 第71-72页 |
| 5.3.3 热膨胀系数 | 第72-75页 |
| 5.3.4 沿c-轴向出现NTE现象的机理 | 第75-79页 |
| 5.4 本章小节 | 第79-81页 |
| 6 电荷转移引起钙钛矿结构BiNiO_3负热膨胀特性的研究 | 第81-91页 |
| 6.1 背景介绍 | 第81-82页 |
| 6.2 计算方法 | 第82-83页 |
| 6.3 计算结果及讨论 | 第83-88页 |
| 6.3.1 结构优化和磁学性质 | 第83-85页 |
| 6.3.2 电子结构 | 第85-87页 |
| 6.3.3 金属间电荷转移和负热膨胀机理 | 第87-88页 |
| 6.4 本章小结 | 第88-91页 |
| 7 总结及展望 | 第91-95页 |
| 7.1 工作总结 | 第91-92页 |
| 7.2 研究展望 | 第92-95页 |
| 参考文献 | 第95-107页 |
| 在学期间发表的学术论文 | 第107-109页 |
| 致谢 | 第109-110页 |
