薄膜材料的生长和吸附原子在表面上的扩散过程密切相关。本文以第一性原理计算得到的势垒为输入参数，对Ag在Si(111)面上扩散过程进行了动力学蒙特卡洛模拟，结果发现Ag原子在Si(111)表面的扩散可以被外电场调制。无电场时，Ag原子的稳定吸附位置为fcc位，此时的扩散路径有两条，一条沿着fcc-bridge-hcp-bridge-fcc，另一条沿着fcc-top-fcc。无外电场时top位的能量高于fcc位，第二条扩散路径实际上是关闭的。而当电场增强到1.2V/A时，top位的能量降低到几乎与fcc位相等，此时第二条路径打开，扩散速率随之增加。外加电场强度达到2.0 V/A时，top位的能量进一步下降到低于fcc位，一旦吸附原子到达top位，就会被捕获(trap)，扩散速率随之急剧降低。 本文还从第一性原理出发对Cr超薄膜在W衬底上的结构与磁性进行了研究。对原子结构的研究表明，上述两个体系中都存在表面原子层的收缩，这一现象可以解释为Smoluchowski平滑效应、局域的d电子导致向内的力以及晶格失配三种因素的共同作用。通过计算三种磁性结构的总能，确定1 ML Cr/W(100)和1 ML Cr/W(110)体系的磁性基态分别为p(1x1)铁磁和c(2x2)反铁磁结构。 由于在STM应用中存在电场的因素，外加电场会对磁性产生何种影响也是人们所感兴趣的。第一性原理计算发现当外加电场增强到一定程度后，对于磁性结构为p(1x1)铁磁的1MLCr/W(100)体系，表面Cr原子的磁矩会随着电场的增强而减小。分析显示，这一效果是由于电场存在导致电荷在多子带和少子带间的重新分布，从而引起磁矩改变。而对于磁性结构为c(2x2)反铁磁的1 ML Cr/W(110)体系，外加电场却对表面Cr原子磁矩不产生影响。