磁性纳米材料的磁各向异性(MA)是自旋电子学领域的一个重要参数。近年来,纳米结构的MA受到实验和理论研究上的极大关注。我们用第一性原理计算的方法系统研究了应力对金属多层膜系统磁学性质的影响。通过调节应力的大小,我们可以在较大数值范围内控制Fe-Ir多层膜结构的MA。此外,我们还指出了系统MA对组分和结构依赖关系的微观机理。在此基础上,将Fe-Ir系统中的非磁性间隔Ir层替换成Pt,在得到的Fe-Pt系统中,由于Ir和Pt的能带填充数不同,应力不仅能够改变MA的大小,而且能够控制易磁化方向。通过分析系统的电子结构,我们给出了MA随应力变化的定性解释。此外,我们用基于第一性原理的Nudged Elastic Band Method(NEB)方法进行了原子尺度的动力学研究。研究结果表明,当STM针尖靠近时,吸附于Cu(111)面上的Cu原子由hcp吸附位置向fcc吸附位置跃迁的能垒逐渐降低。对于吸附于Cu(111)面上的Co原子,当STM针尖靠近时,其跃迁能垒的变化趋势与表面吸附Cu原子的情况类似,但Co原子的跃迁能垒的变化更迅速。这是因为STM针尖由Cu原子组成,Cu-Co之间的相互作用比Cu-Cu之间的相互作用强。对于吸附于Cu(100)面上的Co原子,我们得到了类似结论。能垒的降低主要是因为靠近的STM针尖会通过吸附原子引起衬底表面原子的弛豫。