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NiO作为一种典型的过渡金属氧化物，其结构简单，拥有极佳的化学稳定性、光学性质、电学及磁学特性，因此，在催化、光电解、电子器件修饰、防腐、传感器制造等领域具有重要应用。近年来，随着化学工业中的异相催化的迅猛发展，原子或分子与固相表面相互作用动力学引起l了化学家和物理学家的极大的兴趣，表面吸附作为异相催化的关键环节越来越显现出其广阔的发展前景。所以，理论上研究NiO固体及表面吸附反应将有助于深入了解其体相及表面反应的特殊结构、催化活性及其成键机理，对于促进过渡金属氧化物的理论化学研究具有重要的科学意义。本论文着重探讨了H2O分子吸附在NiO(100)表面的各种性质及NiO(100)表面的空位缺陷的特性变化。
虽然，NiO拥有各种优良性能，但在理论上却没有得到准确的描述，各种计算软件得出的结果与实验数据都有较大的差距，这一直困扰着物理学家们。最近，GGA+U方法的提出为NiO的理论研究带来了希望，这一方法在GGA方法的基础上把电子强关联项添加上去，修正后得到了与实验吻合的结果。CO，NO等小分子在NiO表面的吸附已经被人们运用GGA+U的方法进行了细致准确的研究，而H2O分子在NiO表面的吸附问题还只停留在运用半经验方法MSINDO研究的基础上，所以，本文采用GGA+U的计算方法对H2O分子吸附在NiO(100)表面的各种特性进行了研究，主要是从几何构型、电子结构、磁性质、功函数等多方面进行分析。数据结果表明，H2O分子完全平行于NiO(100)表面的结构是最稳定的吸附结构；H2O分子吸附时主要是通过H2O分子中的O原子吸附在NiO(100)表面的Ni原子位置上，整个吸附过程中H2O分子没有解离现象发生；计算得到的功函数是随着覆盖率的增大而线性减小的，结果与实验数据吻合的非常好。同样应用了GGA+U的方法，我们对NiO(100)表面的空位点缺陷进行了研究。我们的工作主要针对NiO(100)表面的O空位和Ni空位进行研究，分析这两种空位的形成能以及空位的几何结构、态密度（DOS）、能带结构等各种特性。