硅纳米材料物理性能的研究对其在半导体技术中的应用是十分重要的,而掺杂有利于改善硅纳米材料的物理特性,提高应用价值。本文基于半连续体模型计算方法和分子动力学模拟方法,系统的研究了掺杂对单晶硅纳米材料的力学性能的影响。论文工作分为以下三个部分:(1)通过基于半连续体模型运用Keating形变势模型计算,研究分析了掺杂浓度及掺杂位置对单晶硅纳米膜杨氏模量与膜厚关系的影响,结果表明,掺杂磷元素有利于改善硅膜的杨氏模量,但效果并不明显,而影响硅膜杨氏模量的主要因素是硅膜的膜厚而不是掺杂浓度和掺杂位置。(2)通过半连续体模型计算的方法,分别计算了在硅晶胞的不同位置处进行磷元素掺杂梁的挠度和谐振频率,结果表明,掺杂位置和掺杂浓度并不是影响单晶硅纳米梁谐振频率和挠度的主要因素,而梁的尺寸是影响单晶硅纳米梁谐振频率的主要因素。(3)通过分子动力学方法研究了在硅晶胞的不同位置处进行掺杂时,掺杂浓度和尺寸对单晶硅纳米梁谐振频率的影响。结果表明,掺杂浓度和掺杂位置会影响单晶硅纳米梁的谐振频率,但是影响很小,而梁的尺寸才是影响其挠度和谐振频率的主要因素。本论文主要是用理论计算和模拟的方法来研究掺杂单晶硅纳米材料的力学性能,并取得了一些成果。该研究结果对研究硅纳米材料的其他力学特性有一定的参考价值,也为进一步研究掺杂对纳米硅材料力学性能的影响提供一种全新思路。