团簇是材料设计中一个非常有意义的研究领域,因为材料的性质可以通过改变团簇的尺寸、结构、组成而设计。团簇集成材料的制造依赖于寻找到恰当的团簇作为结构单元,这种团簇应具有较强的化学稳定性且团簇间相互作用较弱。本论文主要利用基于广义梯度近似的相对论密度泛函方法研究了TaSi_n（n=1-13,16）、TaSi_n⁺（n=1-13,16）和Ir_n（n=2-13）团簇的几何及电子结构性质。 鉴于Hiura的实验,我们先后对过渡金属掺杂的硅基混和团簇TaSi_n（n=1-13,16）和TaSi_n⁺（n=1-13,16）的几何结构、稳定性、电子性质和成键特性进行了系统的研究,找出了TaSi_n（n=1-13,16）团簇的一系列稳定构型,并得到了相应最稳定构型的演变规律。结果表明,除TaSi₃外,TaSi_n（n=1-6）团簇的最稳定结构具有与Si_n+1基态结构相似的框架。在最稳定的TaSi_n（n=1-11）团簇结构中,随着Si原子数的增加,Ta原子处于一个逐渐下沉的表面位点,而TaSi₁₂是一个D_6h对称的Ta原子内嵌在硅笼中的胶囊状结构。由此推断,n≥12时,TaSi_n团簇的最稳定结构都可能是金属原子内嵌在硅笼中的笼子状构型。TaSi₁₃团簇的最稳定结构是C_2v对称的笼子状结构、TaSi₁₆团簇的最稳定构型是相对C_4v对称稍有畸变的富勒烯结构有力证明了上述推断。相对稳定性研究结果表明,中性TaSi_n团簇中几个大团簇的相对稳定性与实验结果符合较好,小团簇则不然。与中性TaSi_n团簇相比,相应TaSi_n⁺的结构大多数都保持中性TaSi_n的结构框架,而束缚能和HOMO-LUMO能隙却普遍变大,这些说明TaSi_n⁺相对TaSi_n稳定性得到了一定改善,并能说明正电荷对TaSi_n团簇的几何结构影响相对较小,而对电子结构影响相对较大。对结构变化较大的TaSi₄⁺和TaSi₆⁺,相应的原子平均束缚能和HOMO-LUMO能隙相对中性团簇的显著增大,这个发现能很好地解释实验结果。通过电荷布局的分析发现,无论在TaSi_n还是TaSi_n⁺（n=1-11）中,Ta原子的Mulliken净布局和Hirshfeld电荷的数值都为正,表明TaSi_n（n=1-11）团簇中电荷转移是由Ta原子向Si_n团簇的。而对TaSi_n（n=12-13,16）团簇,在Ta原子和Si原子间的电荷转移取向出现了竞争。另外,本论文中还讨论了钽原子的d轨道