第一性原理指的是一种基于基本物理和化学原理的方法，通过对物理和化学规律的直接求解来解释系统的性质。具体来说，第一性原理的基本思想是通过量子力学计算获得原子、分子及其宏观系统的性质。
在材料科学中，第一性原理常用于计算材料的电子结构、化学反应、晶体结构等基本性质，并通过计算结果进行材料的设计和优化。例如，通过第一性原理计算材料的电子结构可以预测其物理、化学和光电性质；通过第一性原理计算化学反应可以优化反应条件，提高反应效率和产物选择性；通过第一性原理计算晶体结构可以优化材料的机械强度和稳定性。
运用第一性原理需要一定的物理和化学知识基础，并且需要使用专业的计算软件和工具。通常，第一性原理计算包括以下步骤：输入系统初始结构、设置计算参数、求解基态能量和电子结构、分析结果并进行优化。在使用第一性原理进行计算时，需要增加计算精度和参数设置，以确保计算的准确性和可靠性。