纳米颗粒的热稳定性和表面扩散行为对其实际应用和器件加工有着重要的影响。然而,目前的实验表征技术还无法精确地给出纳米颗粒在高温下的结构演变过程及其在表面的扩散机制。另一方面,合理利用纳米颗粒的融合是一种自下而上加工微纳米电子器件的方法,随着器件尺寸的进一步缩小,在原子尺度理解纳米颗粒的融合机制十分重要。本论文基于分子动力学模拟,在原子精度上研究了纳米颗粒及其阵列的熔化行为、在固体表面的扩散机制及其在油-水界面的融合行为。主要的研究进展如下:1. 系统研究了Au@Ag核壳式纳米颗粒中Au核的大小与Ag壳的厚度对其热稳定性的影响。研究表明,固定Au核的尺寸,Au@Ag核壳式纳米颗粒的熔点随Ag壳的厚度的增加而增加;除Au2@Ag2外的核壳式纳米颗粒,在固定Ag壳的厚度时,Au@Ag核壳式纳米颗粒的熔点随Au核尺寸的增加而升高。此外,首次对Au@Ag核壳式纳米颗粒阵列的热稳定性及其熔化行为进行了分子动力学模拟。结果表明,纳米颗粒阵列的熔点明显低于对应的单个纳米颗粒。对于所有的纳米颗粒和纳米颗粒阵列,预熔都从粒子的表面开始的。这一研究对Au@Ag核壳式纳米颗粒的应用提供了有价值的参考。2. 对扫描隧道显微镜（STM）观察到的幻数C60-Au纳米团簇在室温下的整体移动机制开展了研究。研究发现,这些纳米团簇的移动是由热能扰动引起的。由于瞬时热能的注入,Au（111）表面具有密排结构的C60-Au纳米团簇转化成了无规则的类似液体行为的团簇。这样的团簇可以“流动”到新的位置,并在新的位置释放体系内多余的能量,重新组装成原来的密排结构。这一结果对纳米颗粒在固体表面的组装及实现调控提供了思路。3. 研究了Au@Ag核壳纳米颗粒和Ag纳米颗粒在油-水界面处的附着和融合过程。通过分析纳米颗粒表面有机配体脱落的难易程度、纳米颗粒接触对的个数、纳米颗粒接触对的烧结程度以及所形成的密堆积阵列的有序度,发现,与纯Ag纳米颗粒相比较,Au@Ag核壳纳米颗粒表面的有机配体更易于脱附到溶液中,Au@Ag核壳纳米颗粒接触对的个数更多并且烧结程度更大,同时,Au@Ag纳米颗粒经融合后所形成的密堆积结构更为有序。这些结果表明,Au@Ag核壳纳米颗粒可以在更低的温度下融合成有序的无孔洞的密堆积结构。这一工作首次利用基于力场的分子动力学方法研究有机分子覆盖的纳米颗粒在溶液中的稳定性及扩散行为,对研究纳米颗粒在溶液中的动力学行为奠定了基础。