随着分子束外延以及扫描隧道显微镜等表面技术的进步，低维材料已经成为探索奇异量子现象的一个重要平台。特别是最近十年以来，随着石墨烯等二维原子晶体材料的发现，二维电子系统已经成为目前凝聚态物理研究的一个重要方向。在众多低维电子系统中，超薄金属薄膜已经有超过三十年的研究历史，因制备过程可控，利用分子束外延技术，能够制备出具有原子尺度平整的样品，受到了广泛的关注，是一个研究低维系统量子尺寸效应的一个重要平台。　　最近，借助扫描隧道显微镜技术，实验上已经能够通过制备表面分子超晶格来调控金属表面态，从而改变二维电子系统的色散关系，制备出人工 Dirac费米子。和金属表面态类似，超薄金属薄膜中的量子阱态也是一类二维电子系统，实验上也可同样的构建原子（或分子）表面超晶格。那么是否可以用表面超晶格来调控量子阱态？如果可行，由于量子阱态是金属薄膜中的唯一电子态，我们就可以用这样的技术手段来调控超薄金属薄膜的超导能隙，功函数等重要性质，这将是一个非常有用的量子调控技术。　　本文通过利用基于密度泛函理论的第一性原理的方法，借助于材料模拟软件VASP软件包，以 Pb(铅)金属薄膜和表面吸附的氧原子为例，系统研究了表面原子超晶格对于金属薄膜中量子阱态的调控，特别关注了其对薄膜超导转变温度的影响。　　我们首先详细计算了超薄Pb(111）金属薄膜（2层-10层）内的电子态（即量子阱态），发现由于受到量子尺寸效应的影响，Pb金属薄膜内电子结构发生变化，薄膜的费米能级处的态密度（DOS）、晶体结构、表面能和功函数等物理性质都表现出以两个原子层为周期的奇偶震荡的现象。我们的计算结果和文献结论完全符合，表明我们的计算手段和参数是正确有效的。　　在此基础之上，我们选取了两种氧原子超晶格构型（六角格子和周期原子线），研究了氧原子超晶格对薄膜中量子阱态性质的影响。计算结果表明，当薄膜厚度不超过10层时，氧原子超晶格能够对Pb薄膜的电子结构、晶体结构、及其它物理性质产生明显的影响。我们分别详细分析了厚度为2层和7层的Pb薄膜中调控电子态的物理机制。我们认为2层Pb薄膜由于只有一条子带，六角格子时的情况类似于金属表面态，可以用近自由电子模型描述；原子线超晶格是通过改变原子位移来改变费米能级处的态密度；而7层薄膜的情况非常复杂，目前没有简单模型可以描述，只能依靠数值模拟。同时，通过研究金属薄膜费米面附近的态密度的改变，我们研究了氧原子超晶格对Pb薄膜超导材料的超导能隙的影响，发现如果只考虑费米面态密度的变化，超导能隙能够被很好的调控。在2层的情况下，超导能隙可以被放大接近5倍。这个发现预示着我们可以通过吸附表面超晶格来获得更高的超导转变温度。