从第一性原理出发模拟合成过程或优化已有结构，设计出可能的化学计量比的轻元素亚稳化合物的晶体结构构型，揭示其稳定性、能带结构、电子结构与力学(如理想强度)、光学、电学、热学等功能性质的关系；从极性共价固体化学键的特征和电子行为出发，建立描述极性共价固体强度的微观理论模型；将极性共价固体硬度的微观理论模型拓展到能够处理共价键+离子键+金属键这类共价固体的硬度问题。采用高温高压技术合成出几种轻元素亚稳相晶体，探索晶体的生长机制，力图建立不同亚稳相的P-T相图，获得晶体的精细结构数据和物理性能数据。本项目的完成，不仅可以揭示决定极性共价固体强度、硬度两个宏观量的微观物理参量，提出合成轻元素亚稳相晶体的新途径，而且为发展系列新型轻元素亚稳功能材料和应用积累实验数据。