纳米材料是材料领域的研究热点,其奇特的物理化学性质引起了广泛的研究兴趣。团簇随尺度的变化可以反映材料生长过程和变化趋势,对于纳米材料的自组装具有重要意义。　　 本论文主要采用密度泛函对硅金团簇SiAun(n=17-20)进行了理论研究,得到了它们的最稳定结构,并对其吸附能,自然电荷NBO及键级,最高占据轨道和最低空轨道(HOMO-LUMO)能隙,吸收谱以及红外振动谱进行了研究。主要结论如下:Aun(n=17-20)掺入硅原子后,团簇的构形与纯金簇的明显不同,SiAu17,18,20为具有悬挂Au原子的笼形,Si原子与周围的Au原子形成一个硅金单元,而SiAu19则为带有悬挂金原子的类四面体形。SiAu20的HOMO-LUMO带隙大约为1.0eV,相比Au20带隙明显减小,对红外吸收增强显著,其在生物医学领域具有很好的应用前景。对团簇电荷的布居数进行分析表明,其团簇中不同位置的Au原子所带电荷也不相同,团簇周围的Au原子带有正电荷,其它的带负电荷或不带电荷。而红外振动谱的值可以作为实验上测定团簇结构的依据。　　 对Si原子在Au(111)面的行为进行了理论研究,确定了表面和体内掺杂的最稳定吸附位置,以及这些位置之间的迁移势垒,并对其分波态密度、差分电荷密度、Mulliken电荷及键级、吸收光谱以及红外光谱进行了详细的比较。Si原子在Au(111)内部最稳定的结构是嵌第一层Au原子中,与周围六个Au原子成键,而在Au(111)表面的迁移势垒最小,由表面跃迁到体内的势垒比较大。在体内掺杂时,Si的p电子与Au的d电子杂化,表现得更局域。通过差分电荷密度分析发现,Au原子周围的电子密度明显减少,而Au-Si原子之间的电子密度明显增加,这表明电子由Au原子向Au-Si中间转移。通过计算电荷的布居数发现,Si原子的Mulliken电荷为正值,与其成键的Au原子则带负电荷;而键级分析表明,硅金原子之间形成的是共价键,表面掺杂时比体内掺杂时的键级大,共价作用更强。吸收谱的计算表明,在Au(111)体内掺杂Si原子时,吸收谱的强度显著增强,吸收范围明显扩大。