在激光分子束外延(LMBE)生长BaTiO3(BTO)薄膜过程中,初期多粒子碰撞反应是薄膜形成的关键过程。本文利用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT/GGA)，在PW91/DNP水平上分别对BTO原胞的形成机理，以及BTO薄膜形成初期的粒子(以BaO、TiO2和BTO分子为主)在Si基表面的吸附生长过程作了理论研究。所有计算均采用Materials Studio4.0中的DMol3和CASTEP两个软件包来完成。　　 BTO薄膜生长初期存在一个Ba、O、Ti粒子共存的高真空沉积气氛，计算这些粒子碰撞反应机理及其中间体的形成机理后，获得了相应中间体的几何结构、过渡态及反应活化能，并运用前线轨道理论分析了BTO分子形成的机理。研究表明在BTO薄膜生长初期会以TiO2分子为中心，结合BaO分子成核生长，并经由类似于BTO单原胞中的钛酸钡分子结构形成大量的具有钙钛矿结构雏形的BTO原胞。　　 对BTO初期粒子(以BaO和TiO2分子为例)在Si基表面吸附生长的研究采用从头计算分子动力学方法。模拟计算得到吸附过程的运动轨迹及每个时刻的能量，并找出每个阶段的吸附能。通过吸附能大小的比较，发现TiO2优先于BaO分子在驰豫的Si基表面发生吸附，说明生长将以TiO2为中心。　　 另外，利用Mulliken电荷布局和前线轨道理论分别对BaO分子和TiO2分子在Si基表面的吸附过程作了具体的成键分析，发现BaO分子的吸附过程中，O原子与基底表面的Si原子结合后，Ba-O键发生断裂；而TiO2分子的吸附过程中，Si原子先与其中一个O原子结合，再与Ti原子结合，形成以Ti为中心的稳定四面体结构。这些分析结果都与动力学过程相一致。　　 最后，对于BTO分子在Si基表面的吸附情况，我们结合前面研究的BTO原胞形成机理，并对比分析BaO和TiO2分子吸附过程，得出这样的猜测：基底表面Si原子先与BTO分子中的两个O原子吸附，再与Ti原子发生结合，而BTO分子中剩下的一个O原子将在孤电子对的作用下靠近Ba原子，形成类似于金刚体的稳定结构。