本论文采用了第一性原理,对18种N体系的MAX相(M_n+1SiN_n和M_n+1AlN_n,其中M=Ti,Zr,Hf)进行了结构预测。同时对这些结构的稳定性方面进行了研究,通过平衡方程给出了部分N体系MAX相的可能合成途径。对于判断为稳定的结构,本文进一步分析了它的电子结构、弹性性能以及光学性能。在本文所考虑的N体系MAX相中,Ti₂AlN、Ti₃AlN₂、Ti₄AlN₃、Zr₂AlN、Zr₃AlN₂、Zr₄AlN₃、Hf₂AlN、Hf₃AlN₂、Hf₄AlN₃、Hf₂SiN、Hf₃SiN₂以及Hf₄SiN₃均为热力学稳定的MAX相结构。而就力学稳定性来说,仅有Ti₃AlN₂、Zr₂AlN、Zr₃AlN₂和Hf₃AlN₂表现出为力学不稳定。因此Ti₂AlN、Ti₄AlN₃、Zr₄AlN₃、Hf₂AlN、Hf₄AlN₃、Hf₂SiN、Hf₃SiN₂以及Hf₄SiN₃同时满足了热力学稳定与力学稳定的条件,是极有可能被实验合成的N体系MAX相。本文所预测的18种N体系MAX相均表现出金属性,其金属性主要来源于M-X层。其中H₂AlN的不可压缩性最高,而Ti₂SiN的可压缩性最高。同时Hf₄SiN₃具有非常明显的各向异性表现,这种极高的各向异性,使Hf₄SiN₃非常适合作为制备二维的纳米层状材料MXenes的前驱体。本论文的工作对N体系MAX相的合成有着重要的指导意义,同时也有利于合成的N体系MAX相在工业方面的应用。