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ZnO作为一种很重要的Ⅱ-Ⅵ氧化物半导体，在表面科学领域一直受到广泛关注。自2001年，ZhengWeiPan等在Science上报道了ZnO纳米带的成功制备，低维ZnO纳米结构(如纳米线，纳米带等)的研究更是成为热点。本文就是采用基于密度泛函理论(DFT)的VASP(Viennaab-initioSimulationPackage)程序包首先对ZnO的两个极性面(000±1)和两个非极性面(10(1)0)(11(2)0)进行了系统的第一性原理计算，得到ZnO体材料的一些有关数据。交换关联项采用广义梯度近似(GGA)下的PBE泛函形式，外层离子与内层原子芯核的相互作用用投影扩充波(PAW)来描述。
我们随后还重点研究了ZnO的(0001)极性面对Sn、O(Zn)吸附情况。计算中我们采用的超级原胞模型由10个Zn、O双层和约15(A)厚的真空层来组成，采用的真空层厚度大于10(A)的目的是为了后面的计算中随着外来原子的吸附，通过适当减小真空层厚度以保证超级原胞体积一定；原胞表面为理想的(1×1)表面。通过比较几种吸附体系的总能，我们得到Sn原子在(0001)面上的吸附能力大于O原子，而Zn原子却很难在此面上吸附存在。在此基础上我们又计算了Sn、O原子的再次吸附情况。从总能角度我们可以清晰看到：(0001)吸附Sn原子后再次吸附O原子比O原子直接在(0001)面上的吸附更加稳定；而(0001)面再次吸附原子后的稳定构型是(0001)面先吸附O原子再吸附Sn原子的(0001)-O-Sn构型，而不是在(0001)面上先吸附Sn原子再次吸附O原子的(0001)-Sn-O构型。由此得知在理想面上Sn原子最容易吸附，而O原子在Sn原子上的吸附比在理想面上直接吸附更加稳定，在Sn原子上吸附的O原子的稳定位置是处于Sn原子下方，使得吸附的Sn原子恒处于顶端，起到催化剂作用。这与实验结论吻合很好。我们还画出了理想ZnO体材料的态密度图(DOS)和吸附体系的层投影态密度图(LPDOS)，更加直观的支持了我们的结论。