硅烯和石墨烯有相似的蜂窝状结构,因此硅烯和石墨烯有许多相同的优良性能:无质量的狄拉克费米子、狄拉克锥、无带隙和高载流子迁移率等等。不同于石墨烯,硅烯可以通过与衬底之间的相互作用、外部添加垂直电场以及表面吸附等方式打开带隙。特别是表面吸附碱金属,可以在不损失高载流子迁移率的情况下打开硅烯的带隙。研究发现,碱金属吸附的硅烯可作为高性能场效应晶体管的中心区材料。不仅如此,硅烯还可以被用做锂离子和钠离子电池的阳极材料。然而,不论是应用于场效应晶体管还是锂离子和钠离子电池,碱金属吸附的硅烯都不再保持电中性。因此,关于电荷掺杂对碱金属吸附硅烯的影响的研究可以帮助人们更好地将其应用到现代电子工业中去。基于第一性原理计算,本文研究了电荷掺杂对碱金属吸附的硅烯的结构、结合能以及电子结构的影响。此外,我们还计算了掺杂电荷在碱金属和硅烯之间的分布情况。第一章从制备和应用两个方面简要介绍了硅烯。第二章介绍本文所采用的理论研究方法及计算软件,包括:密度泛函理论、交换关联泛函、能带论以及VASP软件包,并且简要介绍了计算过程中的一些细节。第三章介绍了电荷掺杂对碱金属覆盖的硅烯的影响。研究发现,电子掺杂主要影响体系的结构;而空穴掺杂则主要影响体系的结合能以及碱金属与硅烯之间的垂直距离。当空穴的掺杂浓度高达1e/cell时,虽然体系表现为半导体,但高浓度的碱金属并不能稳定吸附在硅烯表面。在吸附浓度为12.5%的体系中,只有钾吸附体系的带隙受电荷掺杂和碱金属与硅烯之间的垂直距离的影响都相对简单,或许更加适用于纳米技术。第四章研究了掺杂电荷在碱金属吸附硅烯体系中的分布。研究发现,碱金属和硅烯之间可能存在着较为复杂的相互作用,包括:静电作用和共价作用等。复杂的相互作用导致了体系的结构和结合能随掺杂电荷量的非单调变化。第五章是全文的简要总结。