在现代材料科学中，二氧化钒（VO₂）作为一种具有重要应用价值的功能材料，其独特的物理和化学性质吸引了众多研究者的关注。二氧化钒不仅在高温下表现出金属特性，在低温下则转变为绝缘体，这种可逆相变现象使其成为研究相变存储器、智能窗以及热敏电阻的理想候选材料之一。

为了更好地理解二氧化钒的性能并优化其实际应用，我们通过理论计算方法对其电子结构与光学性质进行了深入研究。本文采用密度泛函理论（DFT），利用VASP软件包对二氧化钒的晶体结构进行了优化，并在此基础上探讨了其电子带隙、能态密度以及光学吸收谱等关键特性。

首先，在几何结构优化过程中，我们选择了PBE交换关联泛函来描述电子之间的相互作用。经过多次迭代计算后，得到了能量最低点对应的晶胞参数和原子位置信息。随后，基于优化后的结构，我们进一步分析了二氧化钒的能带结构。结果显示，二氧化钒在室温下主要呈现宽带隙半导体行为，这与其从金属到绝缘体转变的现象相符。

接下来，我们考察了二氧化钒的光学性质。通过对复介电函数ε(ω)=ε₁(ω)+iε₂(ω)的计算，可以得到反射率R(ω)、吸收系数α(ω)以及消光系数k(ω)等一系列重要的光学参数。计算表明，二氧化钒在可见光范围内具有较高的吸收能力，特别是在近红外区域表现出显著的吸收峰。这一特性为二氧化钒作为高效光电转换材料提供了理论依据。

此外，我们还讨论了温度变化对二氧化钒电子结构和光学性质的影响。研究表明，随着温度升高，二氧化钒的导电性增强，同时伴随着光学吸收边向短波方向移动的现象。这种温度依赖性特征对于开发基于二氧化钒的热致变色涂层具有重要意义。

综上所述，本研究通过理论计算揭示了二氧化钒的基本电子结构及其随环境条件变化的光学响应机制。这些成果为进一步探索二氧化钒在信息技术、能源存储与转换领域的潜在应用奠定了坚实的基础。未来的工作将集中在如何通过掺杂或其他手段调控二氧化钒的电子结构以实现特定功能化设计。