原子或分子团簇由于其许多既不同于单个原子、分子,又不同于固体、液体的性质及其潜在的应用价值而成为当今研究的最为重要的领域之一。自从发现金属碳笼(met-cars)之后由过渡金属和碳构成的混合团簇受到广泛的关注,其中有关过渡金属在合成单壁碳纳米管的催化作用的研究成为人们研究的焦点之一。第一章简单扼要地介绍了团簇、过渡金属团簇、单壁碳纳米管和掺碳过渡金属团簇的性质和近来的研究状况。第二章详细介绍了本工作中所用的理论基础和计算方法,其中主要介绍了密度泛函理论的发展形成、团簇体系的计算方法和本工作中所用的PWscf软件。第三章给出了有关带电混合团簇MnC±(M: Fe, Co, Ni, Cu;n=1-5)的系统的密度泛函理论研究结果,其中包括MnC±的基态几何结构、电子结构和磁性等重要参数。基于中性团簇的基态几何结构,发现从中性团簇体系移除一个电子对基态几何结构的影响相比给中性团簇体系曾加一个电子对基态几何结构所引起的影响更加明显。经分析、比较体系的二阶差分能、最高被占据态和最低未被占据态能量差(HOMO-LUMO gap)发现,Cu3C-的结构相对更加稳定,可称其结构为幻数结构。本工作同时给出了中性团簇MnC(M: Fe, Co, Ni, Cu;n=1-5)的绝热电子亲和势和绝热电离能,研究结果发现MnC的绝热电子亲和势和绝热电离能均随团簇尺寸的增大而降低。有关碎裂能的计算结果表明,MnC±中过渡金属TMn(TM: Fe, Co, Ni)与C±之间的相互作用强度彼此接近,并且明显大于Cu与C±之间的相互作用强度。金属与碳之间的相互作用强度在带正电体系中增强,在带负电体系中减弱,中性体系中的强度处在中间。根据相互作用强度模型,在带正电的体系中增强了的相互作用对于单壁碳纳米管的生长可能更加有利。