基于第一性原理的密度泛函理论,模拟计算了单壁碳化硅纳米管的电子特性,较为全面、系统地研究了带隙与手性角（类型）及管径的调控关系,并设计了按照带隙需求选择性制备单壁碳化硅纳米管的方法—“选择性剪切缝合法”。本方法针对电子束切割法制备单壁纳米管无法实现选择性制备的问题给出解决方案。本研究可为实现各类单壁纳米管选择性制备提供有益指导;为纳米级半导体光、电器件及非硅基芯片制造提供优质选材。论文主要包含下面五个部分:第一章绪论,主要介绍半导体材料发展历史以及新型的纳米半导体材料,说明了单壁碳化硅纳米管的研究价值及意义。第二章,介绍了相关的理论计算方法以及计算软件。第三章,根据第一性原理,利用密度泛函理论研究了碳化硅纳米管的结构,计算了三种类型（锯齿形、扶手椅型、手性型）单壁以及多壁碳化硅纳米管不同管径下电子性质,同时分析了带隙与管径及手性角的关系。电子特性研究结果表明:单壁碳化硅纳米管是一个电子性质丰富的半导体资源,即是窄带隙半导体,又是宽带隙半导体,即可用于制造纳米级半导体电子器件,也可用于制造纳米级半导体光学器件。仅通过手性角（类型）和管径控制,即可对其带隙大小以及间、直接性质实施有效调控。第四章介绍了单壁碳化硅纳米管选择性制备方法—“选择性剪切缝合法”的设计细节。此设计方法可为在实验上实现选择性制备特定带隙及间、直接性质的单壁纳米管提供有益理论指导。另外,对由双层对折碳化硅纳米带经缝合得到单壁碳化硅纳米管的过程进行了分子动态模拟,并计算了相应的形成能和活化能。结果表明:其缝合过程是由高能态到底能态,且无需催化的自组织放热过程。同时以单壁氮化硼纳米管为例,分析了化学气相沉积法合成纳米管的机理并与本方法进行对比,说明了“选择性剪切缝合法”的优势所在。第五章是对本工作的总结和展望。