本文第一部分内容是用分子动力学模拟方法模拟计算Cu团簇沉积在Si衬底上的成膜微观过程。改变入射团簇的大小、入射能量、衬底温度、衬底晶体取向,以及沉积率等初始条件来研究沉积成膜的物理机制。模拟中采用了两组描述体系中原子间相互作用势的方案。方案(一)：EAM势函数描述Cu-Cu原子间的相互作用；SW势函数描述Si-Si原子间的相互作用；LJ两体势函数描述Cu-Si原子间的相互作用。方案(二)：EAM势函数描述Cu-Cu原子间的相互租用；Tersoff势函数描述Si-Si原子间的相互作用：Morse两体势函数描述Cu-Si原子间的相互作用。这部分工作主要从三个方面模拟研究了沉积成膜过程：(1)单个铜团簇沉积演化过程；(2)单个铜原子连续沉积成膜过程；(3)单个铜团簇连续沉积成膜过程。通过模拟研究得到结果如下：1、通过模拟计算单个Cu团簇沉积在Si衬底上的微观演化过程,研究得到：(1)两组势函数方案都能够比较准确地描述Cu-Si体系中原子间的相互作用,反映Cu团簇沉积在Si衬底上的动态演化过程；(2)在不同大小、形状团簇沉积过程中,原子间动能转化趋势基本相似。团簇越小,动能转化过程越短暂；(3)随着入射动能的增加,团簇原子的延展度增大,平均原子质心高度降低；(4)随着衬底温度的升高,团簇原子的延展度增大,较大团簇的平均原子质心高度明显下降；(5)在Si(001)衬底上,易形成Cu/Si(001)混合内界面；对于Cu13和Cu19团簇分别沉积在Si(111)衬底上,形成Cu/Si(111)混合内界面的入射动能阈值均为3.0eV/atom;对于Cu147团簇沉积在Si(111)衬底上,入射动能阈值为1.6eV/atom开始形成Cu/Si(111)混合内界面。2、通过模拟计算单个Cu原子连续沉积在Si衬底上的成膜过程,研究得到：(1)随着入射动能的增加,沉积薄膜表面的粗糙度降低,这有利于生长高质量的薄膜；(2)随着衬底温度的升高,沉积薄膜表面的粗糙度降低；(3)当沉积率高于5atoms/ps时,沉积薄膜中会出现孔洞。当沉积率过小时,例如2atoms/ps,沉积薄膜表面比较平滑,但是计算时间大大增加。在本文的模拟计算中,选取5atoms/ps的沉积率研究Cu原子沉积在Si衬底上成膜；(4)在相同的沉积条件下,Si(111)衬底上形成薄膜的表面较Si(001)衬底上形成薄膜的表面平滑。另外,Cu/Si(001)和Cu/Si(111)的混合界面处存在不同程度的非晶化现象。(5)在不同的初始沉积条件下,形成薄膜的结构主要以FCC结构存在,并且薄膜形成起初是以“岛状”模式生长,随着沉积原子数的增多,转为“层状”模式生长。3、通过模拟计算Cu团簇连续沉积在Si衬底上成膜过程,研究得到：(1)随着入射团簇动能的增加,成膜表面粗糙度减少；(2)随着衬底温度增加,成膜表面粗糙度减少,且Cu/Si混合内界面处原子的混合度增强；(3)随着入射团簇大小尺寸的增加,成膜表面粗糙度增加；(4)在相同衬底温度的条件下,在Si(111)表面上形成的薄膜表面较在Si(001)表面上形成的薄膜表面平滑；(5)团簇沉积成膜过程中,薄膜主要以“混合”模式生长。本文第二部分内容是用分子动力学模拟方法研究Ge材料的辐照损伤过程,并探究孔洞形成的演化过程。研究得到：(1)能量的沉积导致孔洞形成；(2)“空位团”的形成与湮灭或孔洞的形成导致Ge材料在辐照方向上的肿胀；(3)采用Tersoff-ZBL势函数研究孔洞的演化过程,观察到第一个粒子辐照之后,一个清晰的孔洞出现,然后每隔120.0ps继续第二、三……个粒子辐照,发现模拟体系中有两个清晰孔洞共存的现象。由于模拟体系尺寸的选取,随着辐照次数的增多,形成孔洞的位置和形态总是发生变化,但是孔洞的数目没有增加；(4)采用SW-Yukawa势函数研究孔洞的形成问题。研究发现,孔洞的形成过程与使用Tersoff势函数的情况相似,但是形成的孔洞尺度较大；(5)通过拓扑分析方法分析非晶Ge材料中形成的孔洞边缘及其附近的原子分布情况。研究表明,孔洞边缘及边缘附近位置处,拓扑环所包含的原子数目减少且环的数目增多。这表明,孔洞边缘及其附近的原子排布致密。