Ⅲ-Ⅴ族半导体材料GaAs的高密勒指数表面和金属表面自扩散生长的机制研究是目前表面科学研究的热点问题。本文根据目前实验上已有的研究结果，对GaAs高密勒指数(114)表面原子和电子结构以及面心立方(FCC)金属表面上一种原子向上扩散生长形成量子点的生长机制进行了第一性原理和经验分子动力学的理论计算和研究。得到如下一些结论：1.GaAs高密勒指数(114)表面的计算研究,基于密度泛函理论的第一性原理计算研究用的是VASP软件包进行的。依据计算结果重构后表面形成两个As-As的二聚体(dimer)键和两个Ga-Ga的新键，重构后表面的带结构从金属性转变为半导体性，表面带隙为0.8eV。分析表面能带结构的变化及表面带隙的出现，主要是由于表面重构二聚体键的形成和表面电荷的转移。2.FCC金属(110)表面原子向上扩散生长机制的模拟,采用半经验嵌入原子(EAM)势的分子动力学方法，研究了面心立方结构金属Al、Cu的(110)表面在同质外延生长过程中一种原子向上扩散生长的机制。用分子动力学的方法，证明了确实存在一种原子经过交换扩散向上扩散生长的机制。发现原子经过量子点的斜坡面{111}或{100}类小面扩散到量子点的台阶边缘后，很容易经过交换扩散作用，越过台阶扩散到量子点的顶上去，但是不能再扩散下来，从而使量子点不断的长大。这一不对称的吸附原子向上扩散机制，使在生长过程中可以形成一个原子“真正”向上的扩散运动，最终形成了量子点。