硅是一种重要的半导体材料，在微电子工业中具有不可替代的地位，是各种电子元器件的基底材料。随着器件尺寸的不断缩小，人们考虑以硅为材料构建低维纳米结构材料，并对硅原子簇产生了极大的兴趣。硅原子簇作为一种介于硅原子和硅固体之间的特殊的物质存在状态，是连接两者之间的桥梁，具有许多不同于两者的奇特性质。硅原子簇的特殊性质使其在开发新型功能材料等方面具有重要的潜在应用价值。　　硅原子在成簇时多采取sp3杂化，导致笼型的硅原子簇不稳定。研究表明在硅原子簇中掺入杂原子可饱和硅原子簇的悬挂键，增强硅原子簇的稳定性。本课题采用密度泛函理论方法，在B3LYP/6-311+G*水平下研究了掺杂过渡金属钛原子的硅原子簇的结构和稳定性。通过计算，我们获得了TiSin/TiSin-/TiSin+和Ti2Sin(n=1～8)原子簇的基态结构及其一系列低能量异构体，发现中性的TiSin原子簇的基态结构都可由TiSin-1原子簇通过吸附一个硅原子获得。在得到或失去一个电子后，TiSi3-/TiSi3+、TiSi5-、TiSi6-/TiSi6+原子簇的基态结构与相应的中性原子簇存在很大的差别。TiSi7-、TiSi8-/TiSi8+原子簇的基态结构与相应的中性原子簇相似，但其中钛原子或帽硅原子的位置发生了改变。而TiSi2-/TiSi2+、TiSi4-/TiSi4+、TiSi5+和TiSi7+原子簇的基态结构与相应的中性原子簇很相似，差别仅表现在键长和键角上。这些中性原子簇与其正负离子结构上的差异可用它们电离势和电子亲合势加以证实。Ti2Sin的基态结构与TiSin+1的基本一致。TiSin-/TiSin/TiSin+及Ti2Sin的平均结合能表明随着其尺寸的增大，原子簇可以不断地获得能量，而且Ti2Sin的稳定性要比TiSin的高(除n=6外)，进一步说明了掺入Ti原子有利于提高硅原子簇的稳定性。裂化能和二阶能量差分证实了TiSi5/TiSi5-、TiSi6+、Ti2Si4和Ti2Si7比相邻的原子簇稳定。