随着电路集成度的提高，要求Si基GexSi1-x材料向着超薄和低维的方向发展。因此对Si基GexSi1-x薄膜材料的生长和表征要求也逐渐提高，虽然材料表面的表征手段（如扫描隧道显微镜、原子力显微镜、反射高能电子衍射仪等）已有很多并且其技术相对较成熟，但要得到薄膜生长过程中各个原子及分子结构的细微运动过程尤其在生长初期较少原子吸附的情况下仍是相当困难的。随着材料计算模拟技术的日益发展，通过模拟的方法可以帮助我们得到薄膜初期生长中微观结构的变化情况，为解释其生长过程提供了有力的理论依据，并在薄膜的制备工艺研究方面带来了一定的指导意义。　　 本文利用了基于密度泛函理论的第一性原理的方法模拟计算了Ge及其团簇在Si(100)-2×1重构表面吸附的表面化学结构及其各原子的电子结构分布情况，如表面原子之间的Mulliken布居值、表面原子态密度分布情况、表面原子差分电荷密度分布以及表面原子及其团簇的吸附能等。具体计算结果如下:　　 1.通过计算Ge在Si(100)-2×1表面不同吸附位，得到了Ge的最佳吸附位置，从而确定了形核位。　　 2.通过计算在不同覆盖度(1 ML、4 ML)下不同Ge团簇结构（立式结构和水平结构）的吸附能，得到了Ge团簇在Si(100)-2×1表面上的稳定吸附结构，从而推断出Ge/Si外延体系材料的Stranski-Krastanow生长模式（先层状后岛状的生长模式）。最终确立了利用不同团簇结构在衬底表面吸附的吸附能作为判据来判断外延材料生长模式的方法。　　 3.利用上述方法计算并讨论了H作为表面活性剂在Ge/Si体系材料生长中的影响:H的加入将抑制岛的形成，使Ge更倾向于层状生长。