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二氧化铈与金纳米颗粒之间存在强的相互作用，因此在催化领域中可以用二氧化铈作为支撑物。二氧化铈(111)表面搭载的金纳米颗粒体系在很多重要的催化反应中表现出极高的催化活性，如一氧化碳氧化反应、水气转化反应、制氢反应等。为了进一步提高该体系的催化活性，首先需要进一步了解影响该体系催化活性的各种因素，这些因素包括金属纳米颗粒的维度和形貌、金属纳米颗粒的流动性和带电性、金属纳米颗粒与二氧化铈基底的界面效应等等。尽管过去十几年对这一方面的研究取得了很大的进展，但是影响二氧化铈搭载的金纳米团簇高效催化活性的最主要的因素还没有完全解决。主要原因是二氧化铈搭载的金纳米团簇的精细结构还没有解析出来。在这项研究工作中，我们利用第一性原理的密度泛函理论系统的研究了金纳米颗粒在二氧化铈(111)表面的生长情况。在真实的反应条件下，二氧化铈表面会被不同程度的还原，形成各种类型的氧缺陷，其中包括单表面氧缺陷类型、线性表面氧缺陷团簇、双线性表面氧缺陷团簇和三角形表面氧缺陷团簇等四种类型。由于二氧化铈表面氧缺陷是金纳米颗粒的成核中心，因此本文系统的研究了金属纳米颗粒在上述四种类型的二氧化铈表面氧缺陷上的生长情况。通过研究我们发现随着金原子数目的增加，金团簇在二氧化铈表面上会由二维结构转变为三维结构。另外我们发现在四种不同缺陷类型的二氧化铈表面上，金团簇的二维到三维结构的转变发生在不同的尺寸，依次为三角形表面氧缺陷团簇的二氧化铈表面、双线性表面氧缺陷团簇的二氧化铈表面、线性表面氧缺陷团簇的二氧化铈表面和单表面氧缺陷的二氧化铈表面。同时我们得到金团簇二维结构到三维结构的转变是由二氧化铈与金团簇之间的电荷转移所决定的。通过进一步的研究我们得到了金团簇的两种不同的生长模式，及面心立方密堆积的生长模式和六方密堆积的生长模式，而这两种不同的生长模式会高度影响金团簇的表面形貌。最后我们对这一体系进行了一氧化碳和氧气分子的吸附能测试，发现其中低配位的金原子和带正电的金原子是吸附的活性位点，而金团簇与二氧化铈之间的界面对一氧化碳和氧气分子的吸附强度均较弱。这些结果不仅会增加我们对表面缺陷、金团簇结构、分子吸附性能之间关系的认识，同时为实验上合成具有高效催化活性的二氧化铈搭载的金纳米团簇体系提供理论指导。