纳米线晶体管因为优良的性能,有望成为代替平面半导体器件的新一代器件,因此得到了越来越多人的重视。其中硅纳米线晶体管因为可以使用平面硅工艺的制造技术,成为最近研究的热点。纳米线晶体管的输运特性被讨论与研究的很多,但是载流子迁移率和散射的物理机制以及器件优化至今没有一个统一的定论。应变工程一直是提高平面硅晶体管载流子迁移率的一样利器,但是在纳米线晶体管中,载流子迁移率如何随应变变化被讨论不多。而且大多数的讨论集中在利用紧束缚方法,移动原子的位置来模拟加入拉伸或者压缩的应变分量,计算这样人为给定的应变对迁移率的影响。本文的主要目的是建立一个完整的纳米线自身存在的结构应变的模型,并且研究这些应变对硅纳米线晶体管的载流子输运特性的影响。本文首先介绍了纳米线晶体管的优势和其制造技术的发展,以及本文使用的纳米线晶体管输运特性研究的流程和方法。然后详细介绍了如何通过弹性力学以及有限元方法来计算不同形状的纳米线在各种不同应变源下的应变分量。接着通过简单高效的全能带模拟方法计算出应变下不同形状的纳米线晶体管的电子结构。最后通过自洽解泊松浓度方程得到硅纳米线晶体管在给定偏压下的载流子浓度和势能,通过Kubo-Greenwood方法计算出载流子的迁移率。　　本研究主要内容包括：⑴不同应变源在不同结构的硅纳米线中的应变分布。对于圆形截面和矩形截面,应变分布有哪些不同。不同环绕材料的硅纳米线的晶格失配应变分布和环绕外力的应变分布有哪些不同。多沟道硅纳米线晶格管中的单个硅纳米线的应变分布与非阵列单个硅纳米线中的应变分布有哪些不同。以及纳米线阵列之间间距对应变分布的影响。⑵不同的应变源是如何调制硅纳米线晶体管的电子结构的。这个调制的机理是什么,哪一种应变源可以得到更小的有效质量和利于器件性能的电子结构,哪些应变分量在能带的改变中起着更为重要的作用。⑶通过改变电子结构,这些应变对器件输运特性有怎样的影响。对比哪种应变源得到更高的载流子浓度,哪一种应变源更适合提高电子迁移率,哪一种更适合提高空穴迁移率。⑷通过从能带开始的数值模拟,分析晶格失配应变,环绕外力应变以及热残余应变对硅纳米线晶体管输运特性的影响。得到结论Si/Ge Core/Shell结构适合提高硅纳米线晶体管中的电子迁移率,而相对应的氧化铪栅氧层结构会提高硅纳米线晶体管中的空穴迁移率。环绕应力可以帮忙调制这两种结构的电子迁移率,使电子迁移率得到提高。