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采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，我们研究了无掺杂与N掺杂的Z-型石墨烯纳米带在Si(001)表面吸附的结构、电子结构和磁性性质，讨论了N掺杂和衬底二者对Z-型石墨烯纳米带吸附结构和电磁特性的影响。 首先，我们研究了Z-型石墨烯纳米带在Si(001)表面吸附的结构特点。通过比较LDA、GGA和DFT-D2等不同近似方法获得的吸附结构，我们能够确定不仅石墨烯纳米带边界C原子与衬底形成化合键，内部C原子也可以与衬底形成化合键。相比于GGA近似，LDA的计算更能够给出合理的吸附构型。ZGNRs与Si衬底间较强的相互作用破坏了ZGNRs原有的反铁磁耦合的边界态。ZGNRs与Si(001)衬底之间的电荷转移比较复杂，主要集中在C-Si键附近区域。采用Bader电荷分析方法，我们发现电荷由衬底向石墨烯纳米带转移，导致石墨烯纳米带表现为n-型掺杂。利用电子计数模型可以很好地解释由于石墨烯纳米带的吸附造成的Si衬底表面原子位置和电子态密度的变化。当石墨烯纳米带的吸附方向垂直于Si(001)表面二聚体列时，由于形变和静电相互作用，Si(001)表面更倾向于p(2×2)重构而不是c(4×2)重构。以h-BN衬底为例，我们进一步讨论了不同衬底对Z-型石墨烯纳米带的影响。与Si(001)衬底相比，由于ZGNRs与衬底间是较弱的范德瓦尔斯相互作用而非化合键作用，ZGNRs在h-BN衬底上吸附时能够保持比较平整的结构;进一步的电子特性分析表明，Z-型石墨烯纳米带能够保持原有的反铁磁耦合的边界态以及一个有限的能隙，计算结果与之前文献报道相一致。 其次，我们对N掺杂的Z-型石墨烯纳米带在Si(001)表面吸附结构和电子特性进行了细致地研究。通过比较有Si衬底和无衬底两种情况下N掺杂石墨烯纳米带的相对能量，我们发现Si衬底能够降低N在Z-型石墨烯纳米带中取代掺杂的相对难度。N-ZGNRs/Si(001)异质结构中N掺杂引起的差别电荷密度分布和面内张力是影响C-Si键强度的两个主要因素，进而影响界面间的相互作用。并且，N取代掺杂引起的差别电荷密度的分布表现出Friedel振荡的特性，这种长程效应使距离掺杂位置较远的C-Si键也会受到影响。N-ZGNR/Si之间较强的相互作用破坏了N-ZGNR原有的磁性，导致N-ZGNR/Si(001)异质结构非磁性的基态。 我们的计算结果表明ZGNR与Si衬底之间存在较强的相互作用，计算结果有助于整合石墨烯及其纳米结构到Si基纳米电子器件，为之提供参考。