离子晶体广泛存在于自然界中，对人类的日常生活与生产建设产生着举足轻重的作用。本文有针对性地选取了三种离子晶体（PbTiO3、BaSnO3和MnS）为研究对象，它们各具特色且都具有重要的研究价值。之前对它们已有较为深入的研究，凭借电子显微技术，甚至达到了原子水平。但是，仅仅通过实验手段很难对其有全面的了解，特别是当涉及到电子水平的问题时。利用第一性原理计算方法，并结合透射电子显微镜实验观测到的原子结构及成分等基本信息，本文进一步对相关体系及其中缺陷的三维构型、成键性质等作了深入的分析与研究。此项工作预测出了材料的新性能以及在一定程度上揭示了埋藏在实验表象下的深刻物理内涵，它拓展或充实了对这些材料结构与性能关系的认识。具体来说，本文的主要研究内容有:　　1，系统地研究了超薄PbTiO3薄膜复杂的极化行为，阐明了边界条件、初始极化方向、薄膜厚度等因素对极化的影响。通过研究发现，薄膜以PbO面截止时其表面附近产生了更严重的氧八面体畸变;初始极化方向朝下时薄膜更容易在驰豫过后保持极化态;随着厚度的增加薄膜的极化方向经历了从平行于表面到垂直于表面的转变。另外，反铁畸变、基底中的诱发极化等效应对超薄薄膜的极化状态也产生了重要影响。在厚度很低时反铁畸变态、正常的铁电态以及无极化的顺电态是能量接近、相互竞争的状态，多种因素的共同作用决定了超薄PbTiO3薄膜的最终极化形式。与之相比，较厚PbTiO3薄膜的极化只在一个较小的范围内（3～5个晶胞层厚）出现了强度的明显减弱。　　这部分工作把之前的实验研究拓展到了超薄尺寸的范围，所得到的一些新发现不仅增加了对PbTiO3薄膜极化行为的认识，而且为小型化铁电体电子器件的研制提供了有价值的科学信息。　　2，计算并分析了La掺杂BaSnO3薄膜中(100)层错的原子结构和电予结构，包括层错、掺杂原子对体系性能的影响以及它们之间的相互作用。通过研究发现，1/2[111](100)SF-Ba与1/2[101](100)SF-Sn这两种层错较为稳定;La原子没有向层错面偏析的趋势，因而层错不会破坏掺杂的效果;(100)层错不仅减少了费米能级处的态密度，而且还打断或扭曲了Sn-O键，这可能会增加对自由电子的散射进而降低电子的移动性。这部分工作为人们进一步理解BaSnO3薄膜的性质以及之前报道的实验现象提供了理论支持。　　3，研究了不锈钢中MnS(111)孪晶的稳定性及形成机理。从元素本征性质的角度解释了Twin-S型孪晶较稳定的原因，发现在这种原子结构下静电排斥力相对较弱，从而导致了较低的界面能;同时也发现[111]方向的压应变有助于此种孪晶的稳定。另外，把GPF能量曲线推广到了离子晶体体系，利用它对MnS、MgO、PbS做了对比研究，分析了MnS孪晶的形成过程，确定了它以“同步剪切”的形式形成孪晶时所需克服的能垒最低，并指出晶体的滑移模式可能与其离子性的强弱有关。这部分研究成果丰富了人们对离子晶体中缺陷的性质及形成机理的认识。