随着现代微电子工业的迅猛发展,对器件能源的供给和制冷需求提出了越来越高的要求。因此,要研发具有高的塞贝克系数、高导电率和低热导率,能够实现电和热高效双向转换的新型热电材料。硅纳米线在室温下具有较高的ZT值,且随着纳米线直径的降低,在低温条件下,声子-电子拖曳效应在提高硅纳米线塞贝克系数的同时,降低了其热导率,从而提高了硅纳米线的热电性能。通过基于密度泛函理论的紧束缚方法对包含不同原子数的硅原子链和具有不同宽度的硅纳米线进行计算机模拟,通过对纳米线能量、对分布函数、键长、键角以及Mulliken电荷集居数等的分析研究纳米线的结构与电子性质。这样的计算研究,有助于我们通过以硅纳米尺寸材料为载体寻找降低热导率的可行性方法,进而为控制制备具有更优异热电性能的新型微纳热电器件提供理论参考。研究发现,硅原子链具有对称结构,当硅原子数较少时原子链为直链,随着原子链内包含更多原子时出现曲折结构。随着原子间距的增大,原子链出现二聚体、三聚体。硅原子链上的电荷呈现对称分布,位于原子链两端的电荷向原子链内转移,两端原子失去的电荷也有一部分转移到了与它们相邻的外端原子上,链中间区域的原子上电荷变化较少。对具有三个原子层厚、不同宽度的硅纳米线进行了结构弛豫,位于纳米线表面的原子发生二聚和三聚重排现象,不同宽度纳米线的原子排列结构呈现出多样性。随着宽度的变化,纳米线内原子的空间排列周期单元具有不同的空间长度。硅纳米线的横截面呈现出不对称的梭形结构,最近邻键长、二聚键键长和键角受尺寸效应影响发生明显改变。硅纳米线的体系大小和表面重排结构是决定纳米线稳定性的重要因素。硅纳米线的表面电荷分布与表面层内的原子排列结构密切相关。