金属和半导体材料的高密勒指数表面是目前表面科学研究的一个热点问题，也是值得更进一步研究的问题，目前的研究主要集中在对表面几何结构的确定，而对表面电子特性的认识几乎很少涉及，本文根据目前实验上对一些表面已有的研究结果，在理论上对一些金属、半导体的高密勒指数表面的表面能和表面电子结构进行了研究。得到了如下一些结论： 1．金属表面的表面能的计算 基于半经验嵌入原子势(EAM)的分子动力学方法，对Al、Cu、Ni三种金属位于[001]晶带和[-110]晶带的高密勒指数表面的表面能进行了分子动力学模拟计算，计算结果同已有的实验结果相符合。在此基础上，提出了基于表面结构单元模型的[001]晶带和[-110]晶带表面能的经验计算公式。公式计算结果和采用分子动力学模拟结果一致。利用此式，可以通过两个低密勒指数表面的表面能精确值，较准确地估计对应晶带上任意一个高密勒指数表面的表面能。最后，我们探讨了一系列高指数表面的表面能随温度的变化关系。 2．半导体材料GaAs高密勒指数表面电子特性的理论研究 采用散射理论方法计算了Ⅲ-Ⅴ族半导体GaAs的一些高密勒指数表面的电子结构特性，结果如下：(1)Ⅲ-Ⅴ族半导体(112)在基本带隙内普遍都有四条表面态，分别对应于三个悬挂键态和一个桥键态；理想的Ⅲ-Ⅴ族半导体(112)表面原子满足阴离子的悬挂键全部填满，阳离子的悬挂键全空；(2)对GaAs(113)表面的研究表明：理想截断的GaAs(113)A表面电子结构特征主要表现为在基本带隙内有三条主要的表面态存在；对IBA制备的稳定的(1×1)计算结果表明：相对于理想的Ga原子位置截断，桥位模型的电子结构特征只是在相应能级位置上发生了移动，没有任何新的表面态产生，和已有的实验结果比较差别较大，而空位模型的计算结果较好的符合了已有的实验结果，我们认为，空位模型是符合实际的。同时在此基础上，我们预言了表面可能存在有一定占据的阳离子悬键态存在，这一点解释了实验中测量到在价带以上有弱的表面峰现象。(3)对GaAs(114)表面的计算表面表明:不论是A类或者是B类表面，理想情况下表面7条主要的表面态存在。理想截断的表面表现为金属特性。表面重构后，形成三个dimer键，表面所有的阴离子悬挂键填满，阳离子全空;面能隙为0.7eV左右;表现为半导体特征。但在基本带隙中，仍有表面态存在，再构不能完全赶走带隙中的表面态.(4)对理想的GaAs(2 5 11)表面，在基本带隙内的表面态主要处在三个能量范围内，能区基本处在一0.lev一o.oeV，o.geV一1.oev和1.4ev一1.6ev的区间内。这些态对应于表面悬挂键态和背向键态。再构后，不考虑表面原子的驰豫变化，GaAs(2 5 11)表面表面态的变化主要表现在O.geV~1.oeV的一些表面态完全消失。根据电子数目规则，我们断定处在一O.leV~0.leV的表面态为全部填满的阴离子悬挂键态或者为原子再构后引起的As一As dimer键态，而处在1.4eV一1.6eV的表面态为阳离子空的悬挂键态。 在此基础上，我们对计算结果和目前己有的低密勒指数表面电子特性的计算结果作了比较研究，同时对表面的稳定机制作了尝试性的探讨。3.其他工作 除此之外，论文还对铅盐PbTe、 Pbse、PbS(001)表面电子结构，YBCO超导体表面氧特性、金属Ti和Ni在金刚石表面的吸附和扩散等特性进行了研究。得到了一些有意义的结果，比如，对PbTe、Pbse、PbS(001)表面的几何结构和表面电子结构的研究表明，表面原子出现褶皱现象，同时PbTe(001)表面和PbS(001)表面具有不同方式的振荡驰豫。在表面电子结构特征方面，与111一v族和n一Vl族化合物不同，基本带隙中不引入表面态，而在导带顶和价带底附近以及更深能级中出现表面态或表面共振态等。