第一性原理计算是基于量子力学密度泛函理论的一种计算方法，优点在于不需要经验地求解参数，现如今计算机的发展给其带来了巨大的活力。第一性原理计算在各个学科中都发挥出色，甚至结合不同的方法，可以先于实验预测出材料的性质，为人类探索新材料、新物理、新化学带来了极大的方便。本研究方向是采用第一性原理计算不同类型的材料与性质，包含但不限于：衬底支撑的拓扑材料、自旋轨道耦合效应、铁性材料等。本研究方向核心主要在于物理、化学机理的理解与研究，从而探索材料的性质，考虑到如今各类计算软件的成熟，研究者一般不需要过度依赖自己编程也能有效探索材料的奥秘之处。此外，该研究方向也将为新奇实验现象给予解答。