非晶硅在半导体材料中一直以来都扮演着重要的角色。人们投入了的大量工作研究纯非晶硅的性质。随后的研究工作集中在有更为稳定的材料结构的氢化非晶硅上。新的材料在带来创新的同时,同样也带来了新的挑战。非晶硅之于晶体硅最重要的优势就是其生产技术。通过PECVD等制造工艺,可以沉积出大面积的均匀氢化非晶硅膜。尽管以氢化非晶硅为基础的器件已得到广泛应用,但是对其物理性质仍然缺乏深入的研究。基于第一性原理建模计算更多的应用在规则晶体的研究中,对于非晶态连续随机网格结构的工作相对较少。本文基于第一性原理对非晶硅的建模方式进行研究分析。首先介绍了非晶硅薄膜的制备手段以及实验室的制备条件,并简单介绍了用于与模型的各项计算数据对比的实验数据的测试方法和仪器。以第一性原理为基础,利用“液相冷却”的方法建立包含64个硅原子和8个H原子的非晶硅结构模型。在建模的过程中引入了三种不同的冷却温度。随后通过比较结构因子、径向分布函数以及键角分布和另外的一些结构特点,探讨三种冷却速率对于模型的影响。得出慢速冷却的模型对于非晶硅的结构有着相对良好的还原。为了验证模型的大小对于仿真结果的影响,建立一个含有216个硅原子和24个氢原子的大型模型,并与小型模型印证,得出的建模方式是可以正确的反映非晶硅的结构特点。为了研究模型对于非晶硅光学性质的模拟,随后运用慢冷却速率建立了五个小型模型和一个大型模型,以及之前建立的快速/普通冷却速率的非晶硅模型,进行了光学性质的运算:吸收光谱、傅里叶红外谱、折射率和消光系数。从比较中得出,慢速冷却的模型无论是在结构特性还是光学特性上都接近于实验条件下的氢化非晶硅。