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聚硅烷（-SiR2-SiR2-）是一种由无机元素硅组成聚合物，主链中的硅原子具有3d空轨道，σ电子沿主链广泛离域，由此所产生的紫外吸收、荧光发射、热致变色、半导体性能等可广泛应用于电导体、光导体、光引发剂和非线性光学材料等一系列光电材料中。聚硅烷的研究起步较晚，但发展迅速，尤其是近几年，聚硅烷的应用开发的新的热潮正在掀起，以聚硅烷为原料开发了众多的应用电子器件。特别地，聚硅烷及其低聚物在紫外光区的特征吸收是这种材料有潜在应用的重要原因。然而，聚硅烷的应用研究还在初始阶段，许多性质与性能上的机理还不清楚，这必然会为其实际应用带来挑战，也为理论研究聚硅烷的结构与性能之间的关系带来新的课题。早先，用于研究聚硅烷的理论方法和模型比较简单，例如：原子轨道的线性组合方法（LCBO）、半经验方法、Sandorfy模型、自由电子气模型等，近几年，一系列的研究表明，密度泛函的理论方法（DFT）对研究大尺寸分子的结构和性能是可靠的和有效的。本文就聚硅烷导电性的改进和侧链官能性聚硅烷材料的光学性能进行理论研究和探讨。 本文主要内容如下： 一．第一章介绍聚硅烷材料研究的发展历史及研究意义，研究大分子材料的理论方法和各自特点。简单阐述了本文的主要研究内容和特色。 二．第二章简单介绍用于本文理论研究的两种主要理论方法：周期性密度泛函理论和含时密度泛函理论。 三．第三章提出了几种新型的窄能隙聚合物——聚钛杂硅烷，并较为详细地对它们的电子结构进行密度泛函研究。 用密度泛函理论（DFT）对钛取代的聚硅烷模型((Si5TiH12)n、（Si3TiH8）n和（SiTiH4）n)进行理论探索研究。结果证明，钛的取代对原聚硅烷的几何结构的影响较小，钛取代的聚硅烷可能是较为稳定的化合物。低聚物的红外光谱模拟结果显示，与十二硅烷等链长的各钛取代物的特征红外光谱带范围是：1710cm-1～1760cm-1。低聚物激发态的含时密度泛函理论（TDDFT）计算表明钛取代物的电子光谱带已进入可见光区（400～750nm）。