二维（2D）单元素材料（Xenes）因其独特的光学、电学和催化特性引起了广泛的研究兴趣,如何生长高质量的二维单层材料也成为相关领域迫切需要解决的重要问题。利用分子束外延法（MBE）外延生长二维材料的过程中,仅当外延层与衬底层间晶格失配较小时才能获得高质量单晶二维材料。通过将衬底替换为具有饱和价键结构的二维材料,利用外延层和衬底层之间的弱范德华力来生长薄膜材料的范德华外延方式成为缓解分子束外延晶格失配问题的有效手段。该方式有利于外延层的应力释放与质量提高,为制备新型二维材料提供了便利。在外延过程中,作为中间缓冲层的二维材料通常被放置在其他基底上,而这些基底一般被认为仅仅起到支撑作用,不影响外延层的生长过程。最新的进展表明当中间层的二维材料为单层厚度时,基底和外延层仍然能够产生较为显著的远程相互作用。由于缓冲层的存在,外延层和基底间距离相对较远,两者之间跨越缓冲层发生相互作用的机理仍存争议。本论文基于第一性原理计算的方法,运用VASP5.3软件包,从主族金属元素在石墨烯/Cu（111）、石墨烯/Ni（111）和h-BN/Cu（111）体系上的吸附行为筛选出最适合作为范德华外延的候选元素,并揭示了促进原子吸附在缓冲层覆盖的金属衬底上不寻常的远程相互作用的微观机制。研究结果表明:（1）金属元素吸附在单层石墨烯（MLG）/Cu（111）衬底上时比无Cu基底支撑时吸附能增强了0.15e V以上,特别是对于Ge元素更是增强了0.27e V。这一证据表明MLG/Cu（111）的协同效用对单层二维材料的外延生长极为重要。石墨烯原子晶格位置决定了外延原子的吸附位点,同时在吸附位点附近碳原子的翘曲程度决定外延层与缓冲层之间的电荷转移强度,使得衬底层和缓冲层的相互作用得到显著改变。（2）金属元素吸附在MLG/Ni（111）衬底上时的吸附能比其他无Ni基底支撑的情况平均增强了0.14e V以上,其中Bi增强了0.34e V,说明MLG/Ni（111）衬底上的协同效用同样存在。从对电子结构的分析中我们发现,Bi受磁性基底Ni（111）的磁性影响,p轨道能带发生了较大的自旋劈裂。这一性质也预示了MLG/Ni（111）上外延金属层在未来自旋电子学方面的应用潜力。（3）金属元素吸附在单层h-BN/Cu（111）衬底时上时比其他无Cu基底支撑的衬底吸附能量平均增强了0.2e V以上,说明化学惰性的h-BN并没有减弱主族金属元素的吸附能力,甚至比在半金属性的MLG还略有增强。并且我们的发现表明即使缓冲层为绝缘体材料,基底与外延层也可以穿透缓冲层发生间接的电荷转移。同时由于轨道杂化,BN的带隙中出现了杂化电子态,从而导致基底穿透h-BN与外延层发生相互作用,并进一步促进了外延层的生长。