在1983年，de Groot等人发现了一类具有Clb结构的新材料，霍伊斯勒合金NiMnSb和PtMnSb，它们的能带结构在一个自旋方向具有金属性，而在另一个自旋方向具有半导体性或绝缘性。这种特殊的性质被称为半金属铁磁性。因为半金属材料在费米面具有完全（100%）的自旋极化率，因而在自旋电子学中有着重要的应用。本文主要利用基于密度泛函理论的全势线性缀加平面波方法，研究了几个二元和三元半金属化合物的结构、电子和磁学性质，涉及到块材、表面和界面体系。得到的五个主要结果如下：首先，研究了岩盐结构VPo的块材和（111）表面的性质。我们发现，块材VPo在平衡晶格常数5.9时具有半金属铁磁性，磁矩为3.00μB每个分子。因为表面原子键长和磁矩的不同，V原子终结的（111）表面维持了半金属性，而Po原子终结的（111）表面失去了半金属性。表面Po（V）原子的磁矩与块材中的相比都增加了。计算得到的总磁矩满足二元闪锌矿结构半金属铁磁体遵从的Slater-Paulig准则Mtot=(Ztot-8)μB。我们也讨论了所研究表面的稳定性。第二，我们进一步研究了岩盐结构VPo的（110）和（001）表面性质，发现这两种表面都维持了块材半金属性的特征。表面原子的磁矩与块材相比都增大了。表面稳定性的研究表明，岩盐结构VPo的（110）和（001）表面在平衡条件下都不稳定，因此，岩盐结构VPo薄膜需要非平衡生长技术来实现。第三，我们研究了闪锌矿结构TiTe的块材和（001）表面性质，发现该块材在平衡晶格常数6.41时具有半金属铁磁性，磁矩为2.00μB每个分子。该块材半金属性在Ti和Te原子为终结的（001）表面均得到了保持。与块材相比，表面原子的磁矩增大了，而次表面原子的磁矩却降低了。表面能的计算表明，Te原子为终结的表面比Ti原子为终结的表面更加稳定。第四，我们将闪锌矿结构半金属铁磁体TiPo拓展到了其（001）表面和TiPo/CdTe（001）界面性质的研究。计算表明，Ti和Po原子终结的（001）表面均保持了半金属性。与块材相比，表面Ti原子的磁矩增加了，而表面Po原子的磁矩却降低了。Po原子终结的（001）表面比Ti原子终结的（001）表面更加稳定。界面性质的研究表明，（1×1）的Ti-Te构型的界面是最稳定的，并且具有半金属性。（2×1）的Ti-Te构型界面也具有半金属性。第五，计算了霍伊斯勒合金Mn2CoSn的块材和（001）表面的结构、电子和磁学性质。我们发现Mn2CoSn的平衡晶格常数为5.85，Mn2CoSn具有半金属亚铁磁性，磁矩为3μB每个分子。该半金属性在Mn（2）Sn和Mn（1）Co终结的（001）表面均被破坏了。磁矩的计算表明，Mn（2）Sn终结的表面原子的磁矩与块材中的相比有所增加，而Mn（1）Co终结的表面原子的磁矩变化很大。有趣的是，从块材到表面体系，Mn（1）原子的磁矩由低自旋态转变为了高自旋态，这使Mn2CoSn霍伊斯勒合金成为自旋电子学应用中的一个有希望的竞争材料。此外，霍伊斯勒合金Mn2CoSn的磁矩Mtot和价电子数Ztot满足Slater-Pauling准则M tot=（Z tot24）μB。