（1） 电子结构计算和载流子输运  

　　通过基于密度泛函理论的第一性原理程序VASP得到准确的电子结构为本课题组研究光电、热电材料功能性质的主要工具。在对激发态敏感的光电材料研究中，主要采用MBJ+U、HSE以及G₀W₀的修正，并根据具体材料灵活选用方法，同时保证了准确性与计算效率。在热电材料的电子输运研究中，除了准确的电子结构外，课题组还根据玻尔兹曼电输运理论发展出了BoltzTrap_VASP及Transoptic两套程序包。后者为课题组原创，基于跃迁矩阵元方法有效地解决电输运计算中“能带交叉”问题，为目前针对VASP计算结果进行大型体系电输运计算仅有的解决方案。

　　（2） 晶格动力学和热输运 

　　采用基于第一性原理的密度泛函理论的计算程序VASP对晶格进行弛豫。采用以冻声子法为基础的Phonon和Phonopy软件包、并结合第一性原理的自洽计算来构造动力学矩阵以求得晶格振动谱、极化矢量、声子态密度等信息。通过对声子弛豫时间的近似处理，我们使用Debye-Callaway模型来估算体系的晶格热导率。 

　　（3） 第一原理热力学 

　　将热力学概念引入第一原理界面研究，发展和完善了复杂界面的原子－分子层次的第一原理界面热力学的理论研究方法，建立了实验测定的热力学参数与理论计算的原子化学势间的可靠关系，将复杂界面的稳定性与环境因素有机联系在一起。