本文采用密度泛函理论(DFT)对扶手型单、多壁硅管状团簇和扶手型单、多壁硅纳米管几何结构、电子特性、稳定性及从扶手型单、多壁硅团簇到扶手型单、多壁扶手型硅纳米管的结构演变过程进行研究,论文主要包括以下内容。第一章综述部分介绍纳米材料、团簇及纳米管的结构、性质、制备方法及生长机理,说明本文对于扶手型单、多壁硅管状团簇和扶手型单、多壁硅纳米管研究的意义和价值。第二章介绍了密度泛函理论,同时对于本研究所需用的Gaussian计算软件和基组进行了简单介绍。第三章着重研究了扶手型单、多壁硅管状团簇到扶手型单、多壁硅纳米管的结构演化过程、稳定性及电子特性。在演变过程中先对较短的扶手型单、多壁硅管状团簇的几何结构和电子特性进行了研究,接着采用逐层生长的方法得到较长的扶手型单、多壁硅管状团簇,并对其进行了研究,结果表明随着长度的增加扶手型单、多壁硅管状团簇的几何结构和电子性质在逐步接近无限长扶手型单、多壁硅纳米管的。以优化无虚频的稳定硅管状团簇为基础,利用周期性边界条件构建和研究无限长扶手型单、多壁硅纳米管。在对演化过程中的局部构型的几何参数追踪测量发现随长度的增加,硅管状团簇的增长方式由全局重构变为局部重构,最后演变为无限长硅纳米管。对于电子特性,前线分子轨道和结合能分别体现了有硅纳米管的增长趋势和在增长过程中变得越来越稳定。态密度和能带研究表明,所有的硅纳米管具较小的准直接带隙;扶手型硅纳米管属于窄带隙半导体范畴。随着纳米管长度的增加,带隙逐渐减小。它随着管壁数目的增加而减小。硅纳米管是具有宏观导电性的准直接带隙半导体。第四章对本文的总结与展望。归纳了本文中的研究结果,为探究扶手型硅纳米管的生长机理提供理论指导,并对本研究的后续可持续工作做了展望。