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在表面科学领域中，外延生长是一种极为重要的生长方式，具有广泛的应用背景。由于表面活化剂可以诱导层状生长，在论文的第一部分我们的研究将集中在这方面。异质生长涉及至少两种材料，它们的晶格常数往往并不一致，这将会在外延薄膜中产生应力。施加外部应力也可以使外延薄膜的再构形式发生转变。第三章中我们用基于Chadi模型和紧束缚格林函数的方法计算表面应力，发现Sb/Si(001)表面的缺陷是表面应力的各向异性太大而引起的。在第四章中我们采用了第一性原理的计算，进一步证实了这些结果，并发现Sb和Bi在Si(001)表面的(2×n)再构同样是需要释放表面应力所引发的，而且这种(2×n)再构还能引起表面应力各向异性的反转。实验上发现，这种(2×n)再构是通过空位线(vacancylines)的形成而出现的。在论文的剩余部分中我们将集中研究这种电场对表面吸附原子的影响。基于第一性原理计算，我们发现Ag原子在Si(111)面上的吸附能可以被外电场调制(第五章)。银原子在Si(111)面上的吸附和扩散对外电场非常敏感。随着外加电场的不断增强，Ag原子的稳定吸附位置会从无电场时的fcc位到最终的top位，Ag原子在Si(111)面上的扩散也被加强和减弱，取决于施加的电场强度。在第六章，我们发现，STM实验观察到的清洁Si(001)表面的对称dimer并不是由于外电场而引起的。我们也发现，Si和Ge在Si(001)表面的生长类似地也可以由外加电场调制，稳定的吸附位置仍然是电场敏感的。对Ag/Si(111)得出的结论可以用来解释Si和Ge在Si(001)表面的扩散。根据我们计算的结果，电场对原子吸附位置的不同影响显然是与电子有关的。因此，外电场可以用来控制表面的吸附和扩散。