近年来锰氧化物和其他过渡金属氧化物表现出超大磁电阻效应以及许多复杂而奇特的物理现象,例如在光诱导或磁场作用下,不同掺杂的材料会发生金属-绝缘体转变、晶体结构转变、相分离以及自旋、电荷、轨道有序化等物理现象,都涉及到凝聚态物理的许多基本问题,解决这些问题的微观物理机制,将对凝聚态物理的发展起到巨大的推动作用。掺杂的层状钙钛矿物质中出现的电荷有序现象一直是研究热点,其中掺杂50%的R0.5A0.5MnO3由于具有相等的Mn3+和Mn4+离子数,有利于形成轨道有序、电荷有序以及自旋有序态,特别对理解电荷、自旋、结构与轨道自由度之间的关系尤为重要,在研究中具有重要地位。La0.5Sr0.5MnO3中发现的电荷有序态与铁磁态共存现象以及层状锰氧化物中出现的电荷有序、磁有序、轨道有序现象都需要进一步细致的研究。我们采用基于密度泛函理论中的广义梯度近似法(GGA)及晶格点上库仑斥能(U)(GGA+U)方法,定量的研究了半掺杂的La1/2Sr1/2MnO3(LSMO)钙钛矿超晶胞中自旋、轨道及电荷有序的耦合。计算表明杨·泰勒畸变拉仲了高自旋Mn3+离子对应的Mn06八面体,并且估计杨·泰勒畸变能约为0.leV。Mn3+的eg态主要由dz2轨道组成,同时dz2轨道也是形成LSMO中轨道有序的主要原因。Mn3+和Mn4+离子中不同的eg电子分布导致了电荷有序的形成。在LSMO超晶胞中,随着LaMnO3层和SrMnO3层的增加,自旋磁矩增大,而电荷有序效应减弱。同时,我们还考察了Sr、Ca掺杂LaMnO3超晶胞的光学性质,包括反射率、吸收率、复介电函数、复折射率、光电导率、损失函数。发现掺杂后在低能区产生了新的吸收峰,光吸收率在可见区显著增大,而且,可见光响应区域得到了明显扩展,从而使得Si、Ca掺杂LaMnO3后吸收带产生了红移。