近年来，一维纳米材料由于其独特的结构和性质以及在科学中的研究价值，得到了广泛的关注。它们有趣的电、光、磁等特性，使得其在纳米电子学、光电子学、等离子、医学诊断、催化、药物输送、治疗法、分色、和化学传感等很多方面具有广泛的应用。将两种纳米管沿轴向连接所形成的一维纳米管异质结构具有特殊的特性，它能实现单一结构所不能实现的功能，因此有着潜在的应用前景。本文采用基于密度泛函理论平面波赝势方法并结合广义梯度近似方法研究了碳化硅/碳(SiC/C)一维纳米管异质结的相关物理特性，主要包括以下内容：1.研究了锯齿型(n,0)(n=6-10) SiC/C纳米管超晶格(NSLs)。(n,0)(n=7-10)SiC/C NSLs表现为半导体特性并且没有发生自旋极化。然而，(6,0) SiC/C NSLs发生了自旋极化，产生了2.0μB的磁矩，这主要是由于曲率效应所导致的。自旋电荷密度沿轴向方向呈周期性分布，主要位于碳纳米管上，从而形成磁纳米节点。2.研究了由(4,4)碳纳米管和(4,4)碳化硅纳米管形成的异质结的力学和电子结构性质。研究发现，SiC/C纳米管异质结的杨氏模量主要取决于碳化硅纳米管，界面的存在并没有降低异质结的杨氏模量。当沿轴向方向施加的应力达到一定值时，异质结将在结合界面附近断裂，并且形成一个笼状结构的SiC团簇。能带结构显示(4,4) SiC/C是一种具有直接带隙的半导体，并且最高价带和最低导带都来源于碳纳米管。另外，我们还研究了碳纳米管和碳化硅纳米管的长度对异质结电子结构的影响以及估算了纳米管异质结的肖特基势垒。3.研究了(4,4) SiC/C纳米管异质结吸附单个和两个磁性原子(Fe、Co、Ni)的吸附特性。结果显示单个磁性原子倾向于吸附在碳化硅纳米管表面。而对于两个磁性原子，吸附在碳化硅纳米管部分并相互靠近时，体系相对稳定。此外，研究了(4,4) SiC/C纳米管异质结的电子结构和磁性与吸附的磁性原子的种类、位置和数目的关系。