本文采用经典分子动力学、蒙特卡落方法和第一性原理密度泛函理论研究了Ni团簇在Au(110)-(1×2)表面扩散机制、Au/Ni(110)表面合金及其退合金化和一维Ni原子链在Au(110)-(1×2)表面的磁性.本论文一共有六章.第一章为导论解释论文背景及本领域的研究现状.第二章介绍了本论文所涉及到的主要计算和模拟方法.包括分子动力学,第一性原理分子动力学方法,蒙特卡洛方法和推广模拟退火方法及其第一性原理密度泛函理论的基本知识及应用.第三章应用分子动力学方法研究了Ni小团簇在Au(110)-(1×2)表面的扩散.发现小团簇在表面的扩散沿着[110]方向,沿着[110]方向的扩散系数随尺度增加呈现震荡行为.扩散系数出现极大值可以用滚动机制来解释.同时还发现了小团簇在表面扩散的各向异性和其它有趣的扩散机制.沿着方向[001]的扩散系数远小于[110]方向的扩散系数.第四章应用分子动力学方法研究了表面上单原子链的结构动力学与稳定性.选择(1)Ni/Au(110)-(1×2)和(2)Au/Au(110)-(1×2)作为研究对象.对于第一个系统由于存在晶格失配,模拟结果表明一维原子链上存在周期性排列的位错,随着温度的升高,原子链的失稳总是从位错周围开始,并且原子链断开的温度随原子链长度的增加表现出周期性震荡的行为,震荡的周期与位错的结构周期相同.对于第二个系统由于不存在晶格失配,原子链的失稳总是从两端开始的.第五章用蒙特卡落方法研究了Au/Ni(110)表面合金化与退合金化,我们的模拟证实了实验上观察导的退合金化现象.发生退合金化的临界覆盖度为0.4ML与实验一致.第六章应用基于密度泛函理论的投影缀加波(PAW)方法我们计算了3d过渡族金属原子在Au(110)-(1×2)和Au(111)表面的磁性.我们发现3d族中间元素在表面上有比较大的自旋磁矩,该族左端元素V在表面上有比较大的轨道矩.我们又计算了Ni原子链在Au(110)-(1×2)表面的磁性.计算表明Ni原子链沿着垂直于表面的方向最容易磁化,并且具有铁磁序.在经过原子链并垂直于表面的平面内磁化其各向异性能很小.在垂直于原子链的平面内,其各向异性能相对较大.表面效应会改变原子链易磁化方向.我们用类似于郎道抗磁性机制解释了表面上的原子链趋向小的轨道矩.