随着半导体技术的快速发展,MOSFET器件的特征尺寸已经缩小到纳米尺度,与载流子的平均自由程和退相干长度相比拟,因而对器件进行的模拟中,需要利用量子弹道输运理论来实现。非平衡格林函数(NEGF)理论为量子模拟提供了深刻的微观图景和强大的计算框架,基于NEGF对器件进行数值模拟,这种研究方法被学术界和工业界的研究者采用,用于深入理解器件物理,探索器件工程问题。本论文实现了纳米双栅MOS器件的数值模拟,对流程进行了改良,对不同的方法进行了评估。由于对器件进行量子模拟的计算量十分庞大,为减小计算量,提高模拟效率,需要实现科学计算方法和物理建模技巧的综合应用。论文在器件的模拟流程中,引入了非线性数学中一种快速迭代方法,Anderson混合法,对当前广泛应用的预估-矫正法起到了明显的加速作用。为了在MOSFET中研究栅极泄漏电流,需要实现对器件的二维实空间量子模拟,基于递归格林函数法(RGF)这种格林函数的快速算法,论文实现了对双栅MOSFET的二维实空间量子模拟,并用于研究栅极载流子注入效应和栅氧层电介质材料的选取问题。在RGF方法之外的另一种格林函数快速算法是电极块约简法(CBR),这两者都是当前器件模拟中的主流算法,以双栅MOSFET为载体,论文实现了这两种算法,对它们进行了比较,研究了RGF算法中忽略高阶项带来的影响,并对这两种方法的效率、精度、适用性进行了探讨。总之,本论文针对纳米尺度MOS器件量子模型的数值模拟方法,进行了一些探索,得到了一些有益的结果。