在电子器件的高度集成化和微尺度化的发展趋势下,低维碳纳米材料以不同于传统材料的独特结构和奇特性质,将在制备纳米电子器件所涉及的新型纳米材料中扮演非常重要的角色。作为极其理想的一维共价体系,由碳单原子严格排列组成的碳链,拥有独特的物理和化学性质,被认为是构造分子和原子器件的理想功能材料。然而,一维碳链的性质非常活泼,实验上依然缺乏可信有效的制备方法和工艺。近年来通过科学家们的不懈努力,在制备方面虽然已经取得了显著的进展。但是这些实验制备碳链的方法,花费比较昂贵且难以控制生长进程,对于大规模工业生产碳链是不大可能的。因此,对于一维碳链制备和生长机理上的研究,很有可能带来物理学和材料学研究的突破,对它走上实际应用舞台也会有非常重大的意义。　　一直以来,在工业生产中,碳纳米材料通常都在过渡金属表面上运用化学沉积法生长制备。本文中,运用基于密度泛函理论的自旋极化第一性原理计算方法,尝试开展一维碳链在Ni(111)表面上的初期生长机制工作的研究。碳原子被逐个吸附到Ni(111)表面,观察到从吸附第三个碳原子形成碳链开始,碳结构的最低能量位置都在碳链的两个链尖端。随着碳原子数目的增多,一条包含越来越多原子数目的碳链生长在Ni(111)表面。在碳链整个生长过程中,碳原子在配位数为3的hcp和fcc位点表现最为活跃,吸附最为稳定。计算得到的碳链其键长很相近,差距在2％以内。根据前人的理论,类似累积双键型碳链中的碳键键长一致。因此,在金属表面生长得到的碳链与类似累积双键型碳链的结构相似。除此之外,还计算了碳六元环在Ni(111)表面的稳定性,发现当它平放且碳原子对应在金属表面的hcp和fcc位置时最为稳定。通过比较C6链与碳六元环在Ni(111)表面的形成能,发现碳链比碳六元环更容易在Ni(111)表面的生长。所计算出来的结果,对于进一步了解碳结构在金属表面的初期生长机制的研究会有一定的帮助。