硅纳米管同时兼备硅纳米线以及碳纳米管的性能，避免了碳纳米管易氧化的缺点，在纳米电子器件领域有着广泛的应用前景。由于硅纳米管的稳定性偏低，在实验上仅少数研究者制备出了硅纳米管。为了更进一步弄清硅纳米管的结构和物理特性，本文基于密度泛函理论的第一性原理，建立一维无限长石墨层状硅纳米管结构模型，对其稳定性、电子性质以及弹性性能进行了探讨。 单壁硅纳米管的稳定性随着管径的增加趋于稳定；当原子个数相同时，扶手椅型硅纳米管比锯齿型硅纳米管稳定；管径相同时，扶手椅型硅纳米管与锯齿型硅纳米管的稳定性相当。扶手椅型硅纳米管均呈现金属性质。n=10，11的锯齿型硅纳米管表现为半导体性质，其他低于n=10的则表现为金属性质。硅纳米管的弹性性能低于碳纳米管以及碳化硅纳米管。 多层硅石墨层在结构优化后，石墨层出现凹凸，层间距减小，形成相似于晶体硅的(111)面层状结构，表明硅石墨层间以成键方式结合。双壁和多壁硅纳米管模型的单点能计算表明，其管间距在2.1埃到3.2埃之间时，管间结合能较大，有利于纳米管的稳定，这一结果与报导的多壁硅纳米管管间距实测值基本吻合。双壁扶手椅型硅纳米管垂直管轴方向的平面内原子分布不均匀，在结构优化之后，管间较强的成键作用使能量降低的同时也使圆周结构出现较大变形；而双壁锯齿型硅纳米管垂直于管轴方向的平面内原子分布较均匀，在结构优化之后趋于保持较好的圆周结构。多壁硅纳米管均呈现金属性质。 对半导体性质的锯齿型硅纳米管进行掺杂，在单胞纳米管管壁处掺杂一个杂质原子，P、Al原子掺杂使得半导体性质纳米管呈现金属性质，而C、Ge掺杂纳米管的半导体性质保持不变。在管壁掺入多个C原子，特定的掺杂位置以及掺杂原子个数会使纳米管从半导体性质转变为金属性质。