硅纳米管和碳纳米管以及硅纳米线类似,它们在纳米电子器件、谐振器和场发射显示器等领域内有着广泛的应用前景,因此,深入分析和研究纳米管的电子性能对将来纳米器件的发展和应用具有重要的意义。此外,谐振器被广泛应用到通信、机器人、工业过程控制、计算机、农业等领域当中,因此对谐振器振动性能的研究也具有深远的意义。本文采用密度泛函理论的第一性原理对硅/碳纳米管的电子性能进行了模拟和计算。同时,采用分子动力学方法对硅纳米线谐振器的振动性能进行了一系列的研究。本文的主要研究内容如下:(1)基于密度泛函理论,讨论了建模方式对硅/碳纳米管电子性能的影响,并研究了非周期结构纳米管的电子性质能否向周期结构纳米管的电子性质逼近。对于周期结构硅/碳纳米管,随着重复单元数值的增加,费米能级位置的态密度值均大于0,两种纳米管表现为金属性;随着态密度值的逐渐增大,纳米管的金属性越来越强。与碳纳米管相比较,硅纳米管的金属性更强。同时,硅纳米管落在费米能级处的态密度值逐渐向波谷位置偏移,系统越来越稳定。对于非周期结构硅/碳纳米管而言,态密度和最高已占轨道与最低未占轨道(HOMO-LUMO)的能隙值均随着长度的增加而增大,态密度处于费米能级位置的值均大于0,HOMO-LUMO能隙值均小于0,两种纳米管呈现比较明显的金属性。对硅/碳纳米管的悬空键进行加氢之后,两者的HOMO-LUMO能隙和态密度值都减小了,由此可知其金属性变弱了。之后,根据HOMO-LUMO能隙对比图可知,对非周期硅纳米管而言,与悬空键加氢的建模方式相比较,仅增加纳米管长度的模拟结果向周期结构性质的逼近效果更好,碳纳米管的模拟结果则相反。(2)采用分子动力学方法研究了硅纳米线的振动性能,讨论了初始加载速度振幅的不同对各种参数(包括质量因子Q、频率、以及振幅)的影响。研究结果表明,在一定温度下,Q值随着初始速度振幅的增加,其增大的幅度越明显。当速度振幅等于0.25?/ps时,硅纳米线的非线性振动未被激发。质心和均方根的频率值随着速度振幅的增加而变大。当初始振幅大于1.0?/ps时,外部能量的频率保持不变。此外,结果还显示均方根与时间的响应曲线呈指数关系,谐振过程中的最大振幅为18,且x轴和y轴之间的振动存在一个相位差。