本论文利用金刚石对顶砧产生高压,采用原位高温高压共聚焦拉曼光谱、布里渊散射以及同步辐射X光衍射等目前高压科学研究最先进的实验技术,系统地研究了高温高压对甲烷、氧、氮、甲烷水合物、氧水合物和氮水合物的晶体结构、相变、弹性等性质的影响,得到一些有意义的研究结果。在液态甲烷、液态氧和液态氮的原位高温高压布里渊散射研究中,首次获得了沿多条等温线的声速、状态方程以及体模量等重要的实验结果;在氮和氧单质的原位室温高压拉曼光谱实验中发现了它们新的固-固相变点,并给出了它们的晶格振动随压力的变化规律;采用原位高温高压拉曼光谱、布里渊散射以及同步辐射X光衍射等实验技术,对氧水合物和氮水合物在高温高压下的结构、相变及原子(分子)间的相互作用等进行了系统地研究,获得了一批与水合物的结构确定、相变及分解过程有关的高温高压实验现象和数据。并解决了二元体系样品难于封装等关键技术问题,建立了进行水合物高温高压研究的新的实验方法。