موفقیت نظریه تابعی چگالی در تشریح خواص حالت پایه طیف عظیمی از مواد از جمله عایق‏ها، نیمه‏رساناها، نیمه فلزات، فلزات ساده، فلزات واسطه و عناصر کمیاب خاکی در حالت‏های انبوهه‏ای ، سطحی و حتی بصورت ساختارهای نانو، این نظریه را به یک پایه اساسی برای هر نوع نظریه مدرن ساختار الکترونی تبدیل کرده است. کاربرد گسترده این نظریه و قدرت پیش‏بینی سریع دستاوردها باعث شد که این مدل به عنوان یک مدل استاندارد در علم مواد شناخته شود. تیتانیوم یکی از عناصر فلزات واسطه d3 است که هم در حالت انبوهه و هم به‏صورت نانوسیم رفتارهای خاص و مهیجی از خود نشان می‏دهد. در فصل اول، به بررسی سیستم‏های بس‏ذره‏ای و تئوری تابعی چگالی پرداخته‏ایم و مقدماتی را در رابطه با نرم‏افزار محاسباتی wien2k و تقریب‏های مورد استفاده در این نرم‏افزار از جمله تقریب gga بیان کرده‏ایم. فصل دوم این پروژه مربوط به عنصر تیتانیوم، کاربردها و فازهای مختلف بلوریش می‏باشد. در فصل سوم، بسیاری از خواص فیزیکی از جمله خواص الکترونی، اپتیکی فازهای پایدار تیتانیوم را مورد بررسی قرار داده‏ایم و سپس تغییرات این خواص را در اثر اعمال فشار هیدرواستاتیکی گزارش داده‏ایم. در فصل چهارم، نانوزنجیرهای زیگزاگی و نردبانی تیتانیوم را با استفاده از تکنیک سوپرسل شبیه‏سازی کرده‏ و پس از اعمال یک‏سری محاسبات بهینه‏سازی، خواص اپتیکی و الکترونی و مغناطیسی این عناصر را مورد بررسی قرار داده‏ایم. در فصل پنجم با اعمال فشار هیدرواستاتیکی روی حالت پایدار نانوزنجیرهای زیگزاگی و نردبانی نحوه تغییرات خواص اپتیکی و الکترونی و مغناطیسی این نانوساختارها را گزارش داده‏ایم.