磁性过渡金属（Fe、Co、Ni、Mn）团簇奇异的物理化学性质,在化学催化反应、磁性材料、生物医疗和光电子学等领域,呈现出广泛的应用前景。而二元过渡金属团簇,通过调控其团簇的尺寸大小和比例,可以实现对合金团簇磁特性的人工剪裁和设计,继而获得单质过渡金属团簇本身没有的磁特性,从而探索出新型磁性纳米材料。因此,过渡金属二元团簇的几何、电子结构与磁性研究已成为近年来团簇物理学领域的研究热点。鉴于此,本论文选用Fe基过渡金属作为主团簇,归因于Fe团簇具有独特磁性和良好的催化性能;并选择具有独特的催化活性和生物相溶的Au原子作为掺杂元素,探究FeAu合金团簇的几何、电子结构和磁学行为,促进其在磁性存储、催化和生物医疗等领域的应用。另外,选择V原子掺杂Fe₁₃团簇进行小分子吸附的理论研究,探究小分子吸附的最佳位置及其催化活性,为进行优良催化剂的设计提供理论指导。其主要内容及结论如下:1.Fe_nAu（n=1-12）合金团簇的结构、稳定性和磁性基于密度泛函理论DFT-GGA的方法,我们对Fe_nAu（n=1-12）合金团簇的结构、稳定性和磁性进行了系统的研究。研究结果表明Fe_nAu（n=1,2,4-5,10-12）合金团簇的最稳定构型仍保持与纯Fe_n+1团簇具有相似的构型;当n=6-9时,Fe_nAu团簇最低能量结构是由掺杂Au原子占据纯Fe_n团簇构型的外部位置构成。Fe_nAu合金团簇的分裂能和二阶差分能表明Fe₆Au和Fe₉Au较其近邻团簇显示强的稳定性;而当n=5和10,Fe_n+1团簇具有相当高的稳定性。在Fe_nAu团簇中,电荷总是从Fe原子转移到Au上导致Au原子的磁矩几乎为零,以及Au原子对Fe_nAu团簇中Fe原子的平均磁矩几乎无影响,这两方面的因素致使Fe_nAu合金团簇的磁矩较Fe_n+1团簇降低了3μB。2.Fe_13-nV_n（n=0-4）合金团簇的几何、电子结构和磁性采用密度泛函理论中的广义梯度近似（DFT-GGA）方法对Fe_13-nV_n（n=0-4）合金团簇进行了几何、电子结构和磁性质及其吸附小分子NO进行了理论研究。与纯Fe₁₃的基态结构相似,最低能量态的Fe_13-nV_n（n=0-4）团簇均保持高对称性二十面体结构。随着V原子数的增加,表面V原子倾向于混合,形成更多V-V键,同时导致二十面体构型的变形,对称性明显降低。Fe_13-nV_n（n=0-4）团簇的总磁矩不是单调的降低,其中Fe₍10_V3团簇的总磁矩增加,而并无在Fe₁₁V₂团簇的基础上进行总磁矩的减少。当NO吸附Fe_13-nV_n团簇时,其基态结构并没发生明显的变化,其最有利吸附位置既有顶位也有空位。Fe₁₂VNO和Fe₁₀V₃NO团簇的活性显著低于相邻团簇的活性。另外,Fe_13-nV_n（n=0-4）主团簇吸附小分子后,其总磁矩减小1或3μB。