吸附是固体表面最重要的特征之一，在固态晶体表面上，原子或分子的力场是不饱和的，固体表面的分子或原子具有剩余的力场，清洁的固体表面处于不稳定的高能状态，极易产生表面吸附。吸附影响着固体表面的稳定结构和电学性质以及器件性能，因此，固体表面的吸附行为受到了很大关注。 本文采用基于密度泛函理论的从头算法，利用VASP程序，研究了非磁性原子锡和铅与磁性原子锰在镍表面的吸附行为，以及磷化镓半导体表面重构与表面钝化机理。 1．研究了非磁性原子Sn吸附在Ni(100)、Ni(110)和Ni(111)表面的结构属性和最稳定相在吸附前后的态密度分布。通过吸附能的计算，发现Sn吸附在镍的三个表面的最稳定结构都是形成表面合金相的替代吸附，Ni(111)(√3×√3)R30°-Sn合金相并不存在表面层错现象。计算所得Sn吸附在Ni(100)、Ni(110)和Ni(111)表面的皱褶幅度分别为0.47(A)、0.49(A)和0.55(A)，与实验结果吻合很好。由于价电子电荷密度降低和表面应力减少，皱褶幅度均远小于硬球模型的期望值。另外，研究了较大非磁性原子Pb在Ni(111)(√3×√3)R30°表面的吸附行为，发现与Sn在该表面的吸附行为类似。 2．研究了Mn吸附在Ni(110)c(2×2)表面时磁性对结构和电学性质的影响，考虑了顺磁、铁磁以及反铁磁耦合情况。计算表明，在考虑的所有结构中铁磁耦合表面替代吸附结构最稳定，而如只考虑顺磁耦合时第二层替代合金最稳定。因此，Mn原子的磁性增加了表面的磁性能，从而稳定了该合金表面。Mn-Ni(110)c(2×2)表面合金皱褶幅度为0.26(A)以及第三层的皱褶幅度为0.038(A)，与实验结果吻合很好。态密度分析表明Mn原子存在大的磁场分裂，比Mn-Ni(100)c(2×2)表面合金(3.41eV)略大，Mn-3d和Ni-3d之间存在强的杂化现象。Ni(110)c(2×2)表面由于Mn的吸附引起功函变化-0.59eV，意味着电荷从吸附物转移到底物。验证了大的皱褶幅度和功函变化与Mn原子大的磁矩(3.81μB)相关。另外，分析了Mn吸附在Ni(111)p(2×2)表面结构和电学性质，最稳定结构是反铁磁耦合时的第二层替代合金，Mn原子的磁矩为3.15μB和-3.03μB，电学性质分析表明Mn原子的局域性弱于Mn-Ni(110)c(2×2)表面合金，这是由于Mn原子磁矩较小所较。最后，我们把Mn/Ni磁性表面合金与Mn/Cu磁性合金磁性合金进行了比较分析，认为磁性表面合金大的皱褶幅度由几何效应、磁体效应以及空位形成能共同决定。 3．详细研究了GaP(001)表面重构现象，模拟了GaP(001)表面在退火实验中的相变过程，得到了GaP(001)(1×2)、(2×2)和(2×4)清洁表面的结构、能量和电学性质。结构参数与原有的实验和理论结果吻合很好。通过相变图清楚地得到在不同条件下的稳定相，发现在(1×2)到(2×4)相变过程中存在的混合态可能是β2(2×4)，δ(2×4)和Ga(1×2)md结构的共存态。 4．详细研究了0.5ML和1ML硫吸附在磷截止与镓截止的GaP(001)(1×2)表面的结构和电学属性。吸附能计算结果表明，O.5ML硫吸附时最稳定结构是硫吸附在镓截止表面的桥位置；lML硫吸附在GaP(001)(1×2)表面时最稳定结构是吸附在镓截止表面的桥和空穴位置，所有二聚物被断开，形成(1×1)的重构单元。S-Ga键强于S-P键。对0.5ML和1ML硫吸附后的最稳定结构进行了相变分析，发现当-1.34eV<△μ(S)<0时(1×1)结构更稳定，当△μ(S)为-1.34eV时，(1×2)结构转变为(1×1)结构，与实验结果一致。能带和态密度分析表明硫吸附在GaP(001)表面可以大幅度降低费米能级处的表面态。1ML硫吸附在镓截止的GaP(001)(1×1)表面时在r处的能隙为1.6leV，禁带中的表面态几乎消失，而吸附在磷截止表面时由于存在S-P反键态，禁带中的表面态没有减少，还存在一个新峰；另外，硫吸附在镓截止表面时表面悬挂键趋于饱和，有效地防止外界环境对表面的污染。因此，硫吸附在镓截止GaP(001)表面时到了钝化的目的。 5．讨论了0.5ML和1ML的铟吸附在GaP(001)(1×2)表面时的结构和电学属性。吸附能计算表明，0.5ML铟吸附时最稳定位置是HH，其次是HB位置。1ML铟吸附时，铟吸附在HH-T3或HH-T4位置，吸附能只差30meV。电学性质分析表明0.5ML和1ML铟吸附具有相似的吸附行为，费米能级附近的表面态减少，对表面有钝化作用。铟吸附在GaP(001)(1×2)表面引起功函降低，电荷从吸附物转移到底物。