随着科学技术的不断发展和进步,低维材料的研究也逐步受到重视。其中,团簇由于其独特的结构和特性有着广泛的应用。此外,还可以由小尺寸团簇出发,设计构成一类具有独特结构、光学、磁性和热力学性质的固体的构造单元,从而对现代纳米科学起着一定的推动作用。所以我们就会思考,零维团簇在不同的维度到底扮演着什么样的角色呢?本论文以混合团簇为研究对象,基于密度泛函理论的第一性原理计算,开展了以下三个方面的研究:（1）系统地研究了其中气体分子（CO、CO2、N2、NO、O2、N2O和NO2）在Rh3X（X=Sc-Zn,Y-Cd）团簇上的吸附行为。研究发现,吸附行为与分子类型之间存在很强的相关性。吸附能显示出不同的边界。这些结果表明掺杂的Rh团簇可以当作区分气体分子的良好候选者。（2）研究了Cd12O12笼状团簇组装形成的一维纳米线和Na原子掺杂的Cd12O12纳米线的稳定性和电子特性。结果表明,Cd12O12纳米线和Na掺杂纳米线均具有热力学稳定性（至少在室温下）。最稳定的一维Cd12O12纳米线具有直接带隙半导体的特性,后将Na原子掺入纳米线后,基于Cd12O12纳米线的电子性质发生了巨大变化,体系从半导体转变为金属。它可为基于Cd12O12半导体器件的潜在应用提供理论指导。（3）系统研究了3d过渡金属元素（Sc、Ti、Cr、Mn、Co、Cu和Zn）掺杂Cd12O12纳米线的几何结构,电子结构和磁性。结果表明:所有掺杂体系均是热力学稳定的;掺杂Ti或Zn时体系保留了原有的非磁性半导体特性,掺杂Mn、Co或Cu时能够实现磁性半导体态,而在掺杂Sc（Cr）时体系转变为非磁性金属态（磁性金属态）。研究结果表明,掺杂3d过渡金属元素的Cd12O12纳米线在电子、光电和自旋电子学领域具有潜在的应用价值。