硅纳米管是一种具有丰富结构和优良属性的半导体材料。硅纳米管微观结构将决定其宏观性能,若能搞清楚硅纳米管加热过程中的稳定性规律,对于控制材料按需求生长和深刻理解材料的宏观性能与微观结构之间的关系,有重要的理论和实际意义。本文采用分子动力学方法系统地探索了加热过程中单壁硅纳米管及双壁硅纳米管微观结构演变规律。为进一步解释其形变机理,基于密度泛函理论对其进行分析计算。本论文为设计开发高性能硅纳米管提供了较为充足的理论支撑。首先,用分子动力学对硅纳米管的热稳定性进行研究。经分析表明单壁/双壁扶手型硅纳米管和锯齿型硅纳米管的熔点都只与其管径有关,与纳米管的种类无关;且对于双壁锯齿型和扶手型硅纳米管,当管径大于20（?）时,结构尺寸几乎不会对结构的熔点产生影响;对于双壁扶手型硅纳米管（n,n）@（n+m,n+m）,存在特殊的四边形结构;对于双壁锯齿型硅纳米管（n,0）@（n+m,0）,存在三角形、四边形和五边形这三种特殊结构。研究表明硅纳米管结构存在熔点的简并性,并且其特殊管状结构是硅纳米管层间距和原子排列方式共同作用的结果。其次,利用密度泛函理论研究了单壁和双壁扶手型硅纳米管的电学性质。研究表明双壁和单壁扶手型硅纳米管都具有随着管径的增大,结构从间接带隙半导体变为直接带隙半导体的性质;对单壁和双壁锯齿型硅纳米管来说,当手性指数n为3的倍数时,其能带间隙将突然减小,结构呈近金属性质。最后通过态密度图解释了特殊形状硅纳米管管壁粗糙是sp2与sp3混合杂化的结果;管壁光滑是sp2杂化占比变多导致的结果,证实了所发现的结构规律。