第一性原理研究在许多领域已经取得了巨大的成果,使我们从微观的角度更深入地理解固体和表面特性的物理本质,并能够预测体系许多性质及其变化的趋势。随着计算理论和计算方法的不断改进,第一性原理计算已经在适用性和准确度都有了很大的提高。但是,第一性原理在研究复杂固体和表面体系,尤其是对包含第一行元素或者d或f电子的系统,尚处于探索阶段或者尚未获得理想的结果。关于上述系统计算的理论和方法及其应用仍处于不断发展和改进的过程,人们也给予越来越多的关注。以下是本文将要开展的主要内容以及获得的重要计算结果:　　 1用密度泛函理论(DFT)研究了金属Au(110)表面结构以及氧原子的吸附状态。计算得到Au(110)-(1×2)缺列再构表面原子的弛豫分别是-15.0％(△d12/d0)和-1.1％(△d23/d0),表面能为52.7 meV/(A)2,功函数Φ=5.00eV;Au(110)-(1×3)缺列再构表面的△d12/do=-20.5％,△d23/d0=+2.7％,表面能53.4 meV/(A)2,Φ=5.05eV.计算模拟了它们的STM图像并记录了STM针尖的起伏变化。研究发现Au(110)-P(1×1)和p(1×2)再构表面的氧吸附,在高覆盖下各吸附位置的吸附能值均为负值,较难发生氧吸附。说明Au(110)表面基本上与氧不发生吸附和反应,具有很高的化学惰性。　　 2用密度泛函理论(DFT)的总能计算研究了金属Ir(110)表面结构以及氧原子的吸附状态。计算得到Ir(110)-(1×1)的外层表面间的驰豫分别是-13.3％(△d12/d0)和+6.1％(△d23/d0),表面能σ=175meV/(A)2,功函数Φ=5.22eV;相应的Ir(110)-(1×2)缺列再构表面的△d12/d0=-9.7％,△d23/d0=-2.4％,表面能为169meV/(A)2,Φ=5.33eV。研究Ir(110)-(1×1)和(1×2)再构表面氧吸附,发现各吸附位置的吸附能值均为正值,表明吸附为放热反应,且氧原子最有可能吸附在短桥位(short bridgesite,SB)。在氧覆盖度为1.0ML时,Ir(110)-(1×2)面上,吸附位置赝三度对称位(pseudo three-fold site)PTl和PT2不是氧原子的吸附位置。同时我们还模拟计算Ir(110)-(1×2))缺列再构表面和氧吸附再构表面的扫描隧道显微镜(STM)图像并记录STM针尖的起伏变化,结果表面虽然吸附氧的位置远高于[001]方向的铱原子列,可是氧原子在STM形貌图上基本上没有凸起。