中文摘要：

基于纳米制备技术的快速发展，硅纳米线的制备已渐趋成熟，但是构筑硅纳米线的器件仍然面临许多核心问题，特别是硅纳米线掺杂的调控等基础课题。本项目拟采用第一性原理结合分子动力学方法，通过总能计算揭示点缺陷（空位及硼、磷原子掺杂等）分布和缺陷位置对硅纳米线结构稳定性的影响；考虑缺陷位置分布之间的关联，弄清硅纳米线的缺陷浓度与缺陷耦合的关系，获得硅纳米线中缺陷的迁移机理，理论上实现硅纳米线有效掺杂的稳定结构。进一步通过考虑硅纳米线中点缺陷的局域电子与基体扩展电子的相互作用，弄清缺陷局域电子态分布与硅纳米线能态结构的关系，展示空位缺陷及硼、磷掺杂的局域电子态对硅纳米线电子学性质的影响。结合非平衡格林函数方法计算，获得具有点缺陷的硅纳米线的电流-电压分布，揭示硅纳米线的量子输运特性与点缺陷的关联。本项目的完成对实现硅纳米线掺杂的稳定结构具有重要意义，为硅纳米线实际应用提供理论基础。