基于紧束缚模型和价力场模型，作者分别计算了生长方向为[001]、[110]、[111]和[112]的硅纳米线的电子结构和声子结构，结果发现硅纳米线的电子结构和声子结构都强烈依赖于硅纳米线的生长方向以及直径。进一步结合扩散输运理论，作者研究了电子与声子的耦合效应及其对纳米线输运性质的影响。通过系统地研究[110]硅纳米线的低场电子迁移率以及电声子散射速率，发现：[110]硅纳米线的电子迁移率随纳米线直径的增加而增大，并趋于晶体硅的电子迁移率。这个研究结果与以前人们所估计的“由于电子态密度上升导致散射增加从而使迁移率减小”的结论完全不同，也进一步表明电声子耦合效应对硅纳米线输运性质的影响是十分重要的。在室温下[110]硅纳米线中电子受到的光学声子散射和声学声子散射对电输运的影响都很显著；而在低温下[110]硅纳米线中电子受到的散射主要来自声学模。同时发现[110]硅纳米线的迁移率随温度上升按照指数律下降。当载流子浓度低于1019/cm3的时候，[110]硅纳米线的迁移率和载流子浓度几乎无关；而当载流子浓度比较高的时候，[110]硅纳米线的迁移率随载流子浓度变化。　　 从硅纳米线原子结构的生成到输运性质的计算，本研究使用的程序代码全部自主开发。程序代码的主体由作者独立完成，用Fortran90语言编写。稀疏矩阵对角化模块’diag_cg’由Y M. Niquet编写。电子哈密顿量使用sp3d5s*紧束缚模型，并加入了电子自旋轨道耦合。紧束缚参数可以有Boykin参数、Jancu参数以及Niquet参数三种不同的选择。哈密顿矩阵的对角化既可以调用diag_zheev(from Lapack)模块，也可以调用diag_cg模块。调用diag_cg模块的接口自动将哈密顿矩阵存储为稀疏格式。diag_cg模块使用共轭梯度算法求解稀疏矩阵的本征值及本征矢，极大地提高了计算速度和研究体系包含的原子个数。声子部分使用Vanderbilt等人推广的keating模型，目前能量项只包含到二阶近似，但可以根据需要继续添加高阶项。电声子耦合的计算基于推导的一维体系的电声子耦合矩阵公式以及电子哈密顿量对于原子偏离平衡位置位移的导数。笔者又在电声子耦合矩阵元的基础上进一步推导了一维材料的低场迁移率公式，并在程序中实现了迁移率的计算。程序还可以根据需要输出声子的态密度以及振动模式。程序代码使用MPI/OpenMPI实现并行。　　 作为本项工作的基础，作者还利用紧束缚模型和非平衡格林函数方法研究了碳纳米管异质结的弹道输运特性。结果发现半导体性异质结在费米面附近的电导随中间碳管长度增加而指数衰减，但是异质结(12，0)/(9，0)/(12，0)的电导随中间碳管长度的增加而增加并趋于一个极限，随后作者用指数型势阱模拟界面势垒并成功的解释了这种反常现象。作者又系统地研究了金属性碳纳米管异质结的电导与旋转对称性的关系，发现金属性碳纳米管异质结的电导随着碳管的旋转发生周期性变化，而且最多存在三条不同的电导曲线。作者用传输电子的相位相干性解释了上述现象，并给出了任意金属性碳纳米管异质结的弹道电导与旋转对称性的关系。最后，作者计算了多电极碳纳米管异质结的弹道电导，验证了用碳纳米管搭建网络结构从而构造单电子器件的设想。