单层Cu2Si材料在理论预测中具有良好的自支撑稳定性和超导性质，具有成为拓扑材料的潜质，受到了实验科学家的广泛关注。Cu2Si层状材料可以通过在Cu表面以及Si表面生长来制备，目前尚无法实现剥离。Cu表面生长的Cu2Si，Cu体相晶格和Cu2Si的晶格非公度达到-15.9%，表面重构形成R30°-Cu2Si/Cu(111)结构。Si表面生长的Cu2Si，表面是金属态，体相是半导体，理论上具有更优异的表面性能。Si衬底表面Cu2Si的电子态和拓扑性质的表征目前已经取得初步结果，但解释和机理尚未成熟。该体系中存在晶格非公度-公度转换这一问题，导致目前为止尚缺乏较为合理的原子结构模型，限制了实验中对表面电子态及拓扑性能形成机理和作用机制的研究。同时，非公度表面的结构中共价键作用导致的效应也是当前表面物理学研究的热点前沿。
　　本文借助了Material Studio8.0软件的Dmol3模块，采用密度泛函理论对Si(111)衬底Cu2Si表面结构进行了模拟，得到了较为合理的Cu2Si/Si(111)结构，能够较好地符合前期的实验结果。之后，通过VASP软件包，采用模型化的方法，使用小单胞模型对表面电子态的影响因素和机制进行了研究，结果表明：
　　第一、Cu2Si/Si(111)不是传统报道的R0准周期结构，而是一种R10准周期结构。该结构中Cu2Si1×1保持完整，无边界缺陷，保证了表层层内性质的均一性。表面和衬底间作用比传统范德瓦尔斯力（vdW）强，比共价作用弱。R10的稳定性来源于层间的旋转使得应力从径向分散，减少了表面与衬底之间的失配和应变。
　　同时，自发形成了两类四种大小相似但对称性略有区别的5×5的畴结构。形成的畴结构中心平坦，Cu原子均高于Si原子；边缘中Si原子高度基本不变，Cu上下交错形成起伏折叠带。相邻畴中心存在±3°的偏转，符合实验观测。除此之外，表面具有手性，手性的方向取决于旋转方向。
　　第二、基于结构特征，研究结构类型对电子态的影响。首先分别计算了平面Cu2Si结构、畴中心结构、畴边缘结构的电子性质，发现在单层Cu2Si中，无论是中心Cu原子的整体上移还是边界的褶皱结构，都会导致平面Cu2Si的Dirac点被打开。其打开机理为材料表面的镜面反射对称保护被破坏，和石墨烯类似。考虑衬底结构之后的表面能带中γ带消失，分析原因为衬底Si原子与表面的Si原子产生了共价作用，杂化类型从sp2到sp3转化，破坏了部分Cu2Si的多中心大Π键。对比分析发现虽然中心布里渊区中Dirac拓扑性质被破坏，但中心结构中具有type-Ⅱ型节线拓扑结构，这可能是其电导性质良好的主要原因。
　　综上所述，我们构建了Cu2Si/Si(111)的新模型，揭开了该体系中多年来一直存在的非公度结构下出现公度行为的迷雾。同时研究发现虽然层间共价作用对表面性质在垂直方向存在较大影响，但平面方向的大部分拓扑性质仍然能够保持。该研究对于现在拓扑材料在基底上的性能表征、应用及多层层状材料的构建都具有较好的参考意义。