近几年中，过渡金属团簇和过渡金属氧化物团簇由于其新奇的性质和在纳米技术上潜在的应用性而被广泛研究。过渡金属和过渡金属氧化物团簇的结构和磁性通常与其相应的固体有很大不同，因而受到了广泛关注。在这里，我们利用密度泛函理论研究和比较了几种第三副族过渡金属氧化物团簇，包括ScnO、LanO和YnOm。表面的理论研究是这篇论文的另一个主题。众所周知，在不同稳定结构的氧化锌中，纤锌矿结构占有重要地位。其表面作为催化剂或是催化剂的载体，无论在实验上还是理论上都有着广泛的研究。其中氧化锌荷载的铜触媒十分重要，并成为近些年来一个引人入胜的话题。但是与铜相比，另外两种贵金属原子银和金，其在氧化锌表面吸附的理论研究却非常有限。因此，展开相应的研究是自然和必要的。为了对贵金属吸附氧化锌表面形成更为完整的图像，这里我们利用密度泛函理论研究了银和金在纤锌矿结构氧化锌表面吸附的结构和电子性质。　　 在第一章中，我们介绍了密度泛函理论的基本概念和进展。密度泛函理论是当今最为广泛使用的电子结构计算方法。其基本的原则是认为一个多粒子相互作用体系的所有性质都可以看做是其基态密度的泛函。也就是说从原则上讲，无论是基态还是激发态密度标量函数可以决定多体波函数的所有信息。对于交换关联泛函寻找好的近似是密度泛函理论一个主要目标，文中我们对此进行了比较详细的讨论。在这一章的最后，我们简要介绍了本文中所使用的软件包，包括Materials Studio(MS)，Gaussian03和ADF。　　 在第二章中，我们研究了几种钇氧团簇，包括YnO，YnO2(YnO2-)和YnO3(YnO2-)。首先我们介绍了钇氧团簇的实验背景和所使用的计算方法。然后讨论了这三个体系的几何结构以及电子性质。对于YnO，计算结果表明其最低能量结构中氧原子会随团簇尺寸的增加而吸附在纯钇团簇不同的位置。对于YnO2和YnO3，结果表明氧分子和臭氧分子的吸附构型是不稳定的。因此，氧分子和臭氧分子在纯钇团簇的表面会发生分解。此外，对这些体系所计算的垂直电离势和垂直电子亲和能与实验吻合的很好，表明了我们理论结果是非常合理和可靠的。　　 在第三章中，另外两种第三副族过渡金属氧化物团簇，即ScnO和LanO被仔细的研究。这里钪氧体系以及纯镧团簇的磁矩是本章的重点。我们通过计算发现，对于中等尺寸的ScnO团簇，其总磁矩人于相应的纯团簇，这表明在中等尺寸的ScnO团簇中，存在由于氧原子而导致的磁矩增强效应。此外，计算的纯镧团簇的磁矩与实验吻合的比较好。在这一章的最后，我们对第三族单氧化物团簇，即ScnO，YnO和LanO的生长方式进行了比较。　　 在第四章中，我们对吸附银原子和金原子的各种纤锌矿结构氧化锌的(0001)面进行了计算。结果表明，无论对于金还是银原子，都是更倾向于吸附在氧化锌(0001)面的Ha位置(锌-氧环的中心)。对于银吸附的表面，单层覆盖度为1的1×1表而晶胞是最稳定的。然而，对于金吸附的表面，吸附最有利的单层覆盖度为1/3。计算的电子结构表明，银或是金吸附的氧化锌(0001)而即使在单层覆盖度很低的情况下也会展现出金属的特点。最后，对银以及金吸附的表面，我们计算并讨论了其功函数的变化趋势。详细的结果将在文中一一讨论。