对掺杂硅团簇的结构和性质进行系统研究，不仅可以加深对相关半导体材料结构和性质的理解，而且也可为以混合团簇内禀性质为基础的微电子技术应用以及合成新材料提供重要的思路和科学依据。所以本文集中于稀土金属的代表元素—La和Lu掺杂硅团簇的理论研究，研究结果可以概括为以下几个方面： 1．在密度泛函B3LYP/LAN2LDZ的水平上，对LaSin(n=1-12)团簇的结构和电磁性质进行了系统的研究。在所研究尺寸范围内，我们发现在LaSin团簇尺寸n值增大的过程中，最稳定结构中的La原子始终处于团簇的表面位置，没有笼状结构出现，而且La原子掺杂明显地提高了Si团簇的结构稳定性。此外，不同于3d、4d过渡金属原子掺杂Si团簇体系的磁矩完全猝灭，LaSin(n=1-24)团簇的自旋磁矩恒为1μB不变，恰好等于一个自由La原子的自旋磁矩。 2．在密度泛函理论框架内，我们对LuSin(n=1-12)团簇的结构和电磁性质进行了系统的研究。首先我们采用遗传算法全局搜索构造了300余个初始构型以确保所得的LuSin团簇的最低能量结构是可靠的。在所研究尺寸范围内，我们发现LuSin团簇的最稳定结构都可以看做是由纯硅团簇Sin+1上的一个Si原子被Lu原子替代形成。对团簇的结构稳定性分析表明n=5和8是该团簇的幻数。LuSin团簇的能隙小于1 eV，这说明掺杂显著减小了团簇的能隙宽度。此外，虽然LuSin(n=1-12)团簇的自旋磁矩也没有猝灭，但是它的大小不是恒为1μB，这不同与LaSin(n=1-24)团簇的自旋磁矩守恒性质。