碳元素(C)因其良好的电子性质在半导体工业中发挥着重要作用。其中碳纳米团簇是碳元素重要的纳米结构,由于其良好的电学和光学性能,在电子器件和生物医学等方面得到了广泛地应用。实验和理论都表明,碳纳米结构的电子性质和光学性质都受到其自身结构的影响,包括尺寸、形状以及表面形貌等。本文运用Wang-Landau算法和第一性原理方法对硫修饰的纳米金刚石团簇结构的稳定性进行了研究。首先我们对硫修饰不同形状的碳氢(H)化合物结构稳定性进行研究,包括链状、环状和笼状的C10、C14、C18、C22结构,关注实验中得到的纳米金刚石结构是笼状??/??比低的结构。接下来我们通过对硫修饰不同尺寸C26、C30、C34、C38纳米金刚石团簇结构的研究,确定了硫修饰后的稳定结构以及硫修饰对不同几何构型结构稳定性的影响,得到一系列关于硫修饰稳定结构的共同特点。最后我们研究了硫修饰对不同对称性纳米金刚石团簇结构稳定性的影响,包括正四面体、六面体、正八面体,用程序拟合得到在不同氢、硫化学势区域,会出现不同对称性稳定结构的相图,并且用程序拟合和第一性原理方法来验证相图的正确性。在认识硫修饰纳米金刚石结构稳定性的基础上,我们研究了硫修饰对纳米金刚石结构电子性质的影响,发现硫修饰能降低纳米金刚石结构的能隙,使其从紫外线区域降低到可见光和红外线区域,这样可以扩大纳米金刚石团簇在医学上的应用范围。此外,我们还发现硫修饰能调节纳米金刚石结构的轨道空间电荷分布,使体系的最高占据轨道(HOMOs)和最低未占据轨道(LUMOs)对应的电荷分布趋于结构的表面。