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硅元素以其良好的电子性质在半导体工业中发挥着重要作用。其中硅纳米团簇及硅纳米线是硅元素重要的纳米结构，由于其良好的电学和光学性能，在电子器件和生物医学等方面得到了广泛的应用。实验和理论都表明，硅纳米结构的电子性质和光学性质都受到其自身结构的影响，包括尺寸、形状以及表面形貌等。本文运用参数模型和第一原理方法对氢饱和硅纳米团簇（H-SiNCs）的结构稳定性和电子性质进行了研究。我们首先对氢饱和硅纳米团簇（H-SiNCs）在各种尺寸、形状和表面重构的情况下进行了系统研究:在重构之前,H/Si原子个数比最小的H-SiNCs是由（111）面所围起来的团簇;（100）面的二聚体重构和（111）面的台阶重构可以显著减少H/Si比。采用第一性原理计算，我们确定了一些稳定的H-SiNCs结构（接近200个Si原子），发现团簇的表面形态随其尺寸及氢气化学势变化而改变。此外，我们还研究了H-SiNCs的电子性质，主要关注了带隙和电荷分布随尺寸、形状和表面重构的变化。二聚体和台阶重构不仅可以显著的减小带隙和H/Si比，同时也可以调控电荷分布并导致带隙附近能级对应波函数的空间分离。我们在稳定团簇的基础上又分析了调控H-SiNCs杂质能级的一些方法。首先我们分析了最容易出现的表面悬挂键缺陷，并且给出了系统在带电荷情况下的结构稳定性。对于表面悬挂键处极性分子H2O分子和NH3分子的吸附，我们发现表面分别吸附不同分子会使得缺陷能级呈现不同的改变趋势。通过对同一结构吸附多个分子和对于不同结构吸附相同分子这两个角度，研究了吸附分子浓度对缺陷能级的调控。我们发现在适度浓度时才能对缺陷能级的调节效果最明显。