碳纳米管（CNT）作为一种新兴的特殊纳米材料,为下一代构建精细化的纳米器件提供了可能。本文采用有限元方法研究了双壁碳纳米管的振动模态,并采用分子动力学方法研究了双壁碳纳米管螺旋振荡器的耦合效应和CNT@Mo S2纳米管（CNT@MST）螺旋振荡器的振荡行为。本文的主要研究工作如下:（1）建立了双壁碳纳米管有限元模型,管间的相互作用通过非线性弹簧来代替。基于建立的有限元模型,研究了边界条件、长径比和层间距对内管振动模态和固有频率的影响。结果表明,内管固有频率随着边界条件的约束强化而增大,随着长径比的增大而减小,当层间距为平衡距离时内管固有频率最大。利用分子动力学方法和解析解对非线性弹簧模型进行验证,结果表明,采用非线性模型、分子动力学方法和解析解得到的基频具有较高的吻合度,有效验证了非线性模型的可靠性与准确性。（2）针对双壁碳纳米管振荡器的耦合效应进行了理论研究。对双壁碳纳米管振荡器的内管施加一定的拉-转耦合激励,内管将产生螺旋运动。双壁碳纳米管之间的范德华力用傅立叶级数的简单形式表示,从而可以快速求解耦合的非线性微分方程。这种新颖的方法比传统的方法快数千倍,节省大量的计算时间,因此可以拟合出双壁碳纳米管螺旋振荡器耦合方程的阻尼系数和耦合系数,最后给出了耦合方程的系数表达式。研究结果还表明,较大的初始旋转频率导致较高的振幅损耗率,反之亦然。使用该方法还可以研究温度、碳纳米管手性、管间距和管长等因素对双壁碳纳米管振荡器振荡行为的影响。（3）提出了一种基于异质材料组合而成的新型CNT@MST螺旋振荡器,该振荡器可以同时输出平动和旋转信号。利用分子动力学方法研究了CNT@MST螺旋振荡器的摩擦机制,发现管间摩擦主要受层间距的影响,大管间距加剧了内管摇摆程度,小管间距使内管受到的范德华力过大,都会大大增强摩擦效应,不适合充当稳定持续和低损耗型振荡装置。内管在不同的拉-转激励下具有不同的临界稳定温度,根据CNT@MST螺旋振荡器激励幅度与临界稳定温度之间的关系,绘制了临界稳定温度与激励幅度之间的函数关系图。增大初始旋转频率会降低临界稳定温度,而增大初始拉出距离使临界稳定温度升高。相比初始拉出距离而言,初始旋转频率对内管临界稳定温度的影响更加显著。（4）利用分子动力学方法研究了手性组合、层间距、激励幅度（初始旋转频率和初始拉出距离）和温度对CNT@MST螺旋振荡器振荡行为的影响。与CNT@CNT体系相比,CNT@MST螺旋振荡器具有更好的稳定性,更低的能量损耗率,更宽的可调节间距范围和更高的轴向振荡频率和临界稳定温度。模拟显示,CNT@MST的管间距在0.289-0.653 nm区间都可以保持稳定持续、低损耗的振荡,温度达600 K时才会失效;而CNT@CNT的管间距只在0.340-0.376 nm区间才能表现出相同的效果,在温度为400K时失效。