通过制造人工缺陷可以明显改善纳米晶体的力学特性。滑移和孪生是纳米晶体塑性变形的两个重要机制，决定着材料的韧性、脆性、强度等宏观力学量，相关研究受到人们越来越多的关注，成为目前凝聚态物理以及材料科学领域的一个热点问题。论文利用基于密度泛函理论的第一性原理方法，精确计算了具有高层错能的金属Al及溶质浓度为3.85 at. %、5.77 at. %的Al-Na合金和Al-Si合金的广义平面层错能，并基于Kibey提出的模型以及理论对它们发生孪生形变所需的临界孪生应力进行了预测。发现在纯Al中加入杂质Na或Si的情况下内禀稳定层错能以及整个广义平面层错能有明显的降低，临界孪生应力也有所减小。同时，Al在掺杂Na或Si的情况下孪生倾向增强。进一步采用电荷密度和态密度的分析方法，讨论了本征层错态，从电子层次上揭示了孪生过程中关键位置处原子间相互作用。结果表明，由于Na原子和Si原子的介入，对晶界处的价电荷分布产生了影响，原子与原子间的化学键发生了变化，对广义平面层错能造成了影响，进一步阐述了合金中孪晶的临界切应力减小和孪晶化倾向增加的原因。相信通过对Al和Al合金广义平面层错能的研究，以及从电子层次对广义平面层错能变化的解释，可以揭示纳米晶体的变形机制，从而使纳米晶体的力学性能得到改善。基于这些讨论，论文从理论上给出了纳米合金材料孪生机制的理论依据，并与宏观相联系。论文的研究结果同时对合金的设计起到了重要的指导意义。