1、團簇由于其奇異的結構和新穎的特性，引起了人們更加廣泛的關注。近年來，伴隨著密度泛函理論的進一步發(fā)展和逐步完善，基于第一性原理的密度泛函理論計算方法已經成為了凝聚態(tài)物理和計算化學領域最常用的方法之一。本論文基于密度泛函理論計算研究了氮摻雜的磁性過渡金屬團簇、特定尺寸范圍的金團簇的結構和相關性質。
　　 第一章簡要介紹了3d 過渡金屬團簇、金團簇的研究進展，給出了本論文的研究對象。第二章簡要介紹了密度泛函理論和論文中所使用的基于密度

2、泛函理論的科學計算軟件。
　　 第三章基于密度泛函理論，計算研究了氮原子對磁性納米團簇Mn(M=Fe，Co，Ni;n=1-12,14,18)的幾何結構和磁矩的影響。結果表明：1) 當尺寸n 從1 到10 變化時，氮摻雜的過渡金屬團簇的鍵能隨n的增大而增大；n>10 以后摻雜團簇的鍵能變化趨于平緩。與相應尺寸的過渡金屬團簇相比，氮的加入提高了團簇的穩(wěn)定性。2) 除n=14、18 外，其它團簇中的氮原子傾向于團簇的頂角位置。3) M

3、ülliken 電荷分析發(fā)現，存在著從金屬原子向氮原子的電荷轉移；與相應尺寸的過渡金屬團簇相比，氮摻雜以后團簇的HOMO-LUMO能隙呈現出一定的尺寸依賴關系；團簇的總磁矩隨尺寸的變化大體上呈現出降低的趨勢。4) 氮的摻雜所引起的表面增強效應和量子尺寸效應間的競爭關系的變化導致了FenN (n=9，12，14)、ConN (n=8，9，11，18)、NinN (n=3，11，12)團簇磁矩增加。量子限制效應導致了NinN 團簇中磁矩的量

4、子“臺階”出現。
　　 第四章基于密度泛函理論，采用不同的交換關聯(lián)函數對Au18 團簇進行了理論分析。金元素的相對論效應較強，隨著滿足球型芳香性的籠狀Au32的預言，Au18，作為最小的滿足球型芳香性的三維結構團簇，同時也是凝膠模型的一個幻數團簇，其結構和芳香性是一個值得關注的課題。計算結果表明：1) Au18 團簇的最穩(wěn)定結構為具有球型芳香性的中空籠狀構型。2) 提出了一個具有D4d 對稱性和芳香性較強的Au18 中空管狀結構

5、。3)基于D4d 對稱性的Au18 構建了一系列金納米管，計算表明，它們是可以穩(wěn)定存在的亞穩(wěn)結構。
　　 Td 對稱性的金字塔結構的Au20和Ih 對稱性的Au32 是兩個引人注目的幻數團簇,第五章基于密度泛函理論，計算了這兩個典型團簇之間的Aun (n=20-32)的穩(wěn)態(tài)結構和電子結構隨團簇尺寸n的演化。計算的結果表明：1) 當團簇尺寸n=20-23，26時，團簇的穩(wěn)態(tài)結構傾向于類金字塔構型；Au24 團簇的最低能量結構是一個

6、D3d 對稱性的管狀結構。2) 當團簇尺寸n=25時，團簇的穩(wěn)態(tài)構型出現了新的結構模式——雙層扁平結構。3) n=27，28的穩(wěn)態(tài)結構為新穎的內含一個金原子的類“竹節(jié)”狀結構；此外，Au28 還存在一個Morse 籠狀結構作為穩(wěn)態(tài)結構的強有力候選者。4) n=29-32的穩(wěn)態(tài)結構為類富勒烯結構。
　　 第六章對Aun和Eu@Aun (n=29-35)團簇的籠狀結構進行了研究，計算了Eu@Aun(n=29-35)的穩(wěn)定籠狀結構和相