氧化铝固体中的金属与氧原子个数之比为2：3,其有很多种堆积方式,有多种异构体存在,比如a-氧化铝,p-氧化铝和γ-氧化铝等。由于结构的不同使得这些异构体在性质上有很大的差异,正是这种性质上的差异使它们在人类日常生活中有着广泛的应用价值。而氧化铝团簇尺寸是介于其分子和大块固体之间的,性质上和它们有很大的差异,这也反应了氧化铝团簇于其分子在结构上的差别。目前,有很多关于氧化铝团簇的理论研究,可还是有很多的问题现在还不清楚,比如氧化铝团簇如何由原子、分子一步一步发展而成,以及随着这种发展,团簇的结构和性质如何变化,当尺寸多大时团簇的性质和固体一样。所以,有必要对氧化铝团簇做一个比较系统的研究。本文中,我们分别采用遗传算法加密度泛函理论的方法和分子力学方法搜索优化获得了氧化铝团簇的结构。并对它们的性质做了相关研究。主要内容如下：1、基于DFT计算的氧化铝团簇的结构预测采用遗传算法加密度泛函理论的方法获得了(Al2O3)(n=1-7)团簇的结构,探讨了它们的结构特点,并做了一些性质上的研究。得出结论：在n=1-3时,全局最优结构分别为风筝状,笼状和茶壶套状；当n=4和5时,全局最优结构是无序状的；当n=6和7时,和Rahane报道的结构相比,我们分别搜索到了12和6个更稳定的结构。这些结构更偏向于无序状。随着尺寸的增加,更多地新结构被发现。其中,有些结构在能量上是简并的。不同的基组对结构的相对稳定性次序有很大的影响。2、基于分子力学的氧化铝团簇的构型优化预测采用基于梯度的演化算法搜索并优化获得了(Al2O3)n (n=1-11)团簇的结构。分析了它们的结构特点,做了性质上的研究。得出结论：采用基于梯度的演化算法能搜索到用DFT计算获得的结构的同时还得到了一些新的结构。同时,随着尺寸的进一步的增加,那些对称性比较高的异构体的相对能量反而更高一些,这说明了氧化铝团簇的结构在大尺寸下倾向于无序状。