微观多孔材料自发现以来就得到广泛的关注。其中,金属有机框架材料由于其结构的拓扑多样性、性能可调等诸多优异性质,不仅仅在气体存储与吸附、催化剂等化工领域受到广泛关注和应用,近些年来甚至在物理学领域也被越来越多的研究。本文主要研究的是三维金属有机框架材料C48S36Mo6在常温下的关联能带拓扑演变以及低温下的类重费米子行为。第一章以气体吸附与存储为例,介绍了金属有机框架材料在化工领域的应用,以及最近几年其在物理学领域得到的关注和研究,包括低维磁性和自旋液体等。另外,本章也介绍了拓扑相关的物理问题,包括KT相变、量子霍尔效应、量子自旋霍尔效应,以及拓扑绝缘体、拓扑半金属材料的分类问题。第二章介绍了凝聚态材料电子结构的能带计算方法,有单电子近似下的能带计算理论,包括自由电子近似、近自由电子近似、紧束缚模型,以及多电子的密度泛函理论。密度泛函部分着重讨论了Born-Oppenheimer 近似、Hartree-Fock 近似、Hohenberg-Kohn 定理、交换关联泛函以及关联U模型。金属有机框架材料由于其特殊的微观多孔结构特征,近几年来在物理学领域尤其是低维磁性和自旋液体研究领域,引起广泛的兴趣。本文第三章基于ZIF-8型结构的稳定性以及二维过渡金属钼基材料的潜在应用,提出一种新的具有ZIF-8构型的钼基金属有机框架材料C48S36Mo6。它是由有机配体[C16S12]8-通过Mo4+金属离子相互连接而成。采用第一性原理计算方法,我们模拟了 C48S36Mo6的各种磁态能量及能带结构随着关联U的变化。研究结果表明,费米能级附近,类似杂质态的Mo-d电子高度局域,体系呈现出类重费米子行为,在零温下一直处于反铁磁基态,且铁磁与反铁磁能量差极小(<0.4 meV/atom)。考虑到热扰动和弱的磁交换能量,C48S36Mo6在室温下为非磁金属,随温度降低会出现一个关联U驱动的磁性金属-磁性绝缘体转变。基于非磁态的第一性原理能带结构,采用瓦尼尔函数拟合方法,我们发现费米能级附近存在许多Dirac拓扑节线。能带的拓扑特征会受关联U的影响,从而导致Dirac拓扑节线在三维动量空间中移动。由于C48S36Mo6中存在中心反演对称性,自旋轨道耦合的进一步引入会在原先的Dirac节线位置上打开一个由带反转造成的小能隙(3 meV)。如果施加一个48 meV的门电压,费米能级将落入带反转的小能隙中,体系将实现一个从近藤金属到拓扑近藤绝缘体的转变。