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为了深入地了解硅纳米线的物理性能，我们研究了硅纳米线的结构、稳定性及电、热学性质，得到了一些有意义的结果。本论文首先对于硅纳米线的研究现状，包括结构、制备表征、物理性能与应用前景进行了系统的评述。在此基础上，通过构建结构模型并选用合适的研究方法，如密度泛函理论、晶格动力学理论等，研究了硅纳米线的电、声子结构、热学性质，探讨了硅纳米线的结构稳定性，考察了物理性能与结构参数之间的关联特征，并研究了物理机理。本文的安排如下：
（1）第一章，阐述了硅纳米线的研究背景和历史，以及硅纳米线的制备方法，并对其物理性能和应用前景做了简要介绍。
（2）第二章，介绍了基于密度泛函理论的VASP软件的基本理论，结构和使用方法。通过静水压下单壁碳纳米管的电学性质的计算熟悉了该软件的使用。另外，简要介绍了传统的晶格动力学理论，推导了动力学矩阵的基本公式。
（3）第三章，采用VASP软件优化了不同横截面形状的硅[111]纳米线，比较了硅纳米线的稳定性，并计算了硅纳米线的电子结构。相对来讲，六边形横截面的硅纳米线具有更高的稳定性。随着直径的增加，硅纳米线的结合能逐渐趋近于硅块体的结合能。相比于优化前的结构，优化后的硅纳米线的直径和轴向尺寸略微有所降低。另外，小尺寸硅纳米线具有金属性特征，费米面附近的导带电子态的电荷密度主要来源于左右两边的四个角上的原子，而价带电子态的电荷密度则来源于上下两个角上的原子。
（4）第四章，基于分子动力学模拟和晶格动力学理论，采用Stillinger-Weber势模型计算了硅纳米线的结构、声子色散关系、声子态密度和比热。计算结果表明，采用F.H.Stillinger和T.A.Weber 提出的SW 势优化的NL=4 硅纳米线具有较大的表面重构，并存在一个3 次旋转轴，这与使用密度泛函理论计算得到的结果一致。对于NL=7 硅纳米线，体内原子具有类似于硅块体的正四面体排布而表面原子偏离这一排布。在低频段，SW 势能够产生4个声学支，这与其他研究者计算的[011]和[111]硅纳米线的声子色散关系一致。另外，硅纳米线的比热在300K时比块体值要高，并随着直径增加而降低，这主要是由于声子限域效应和表面效应所致。
（5）第五章，本论文的总结以及对于未来工作的展望。