硅烯是近年来实验上合成的一种类石墨烯材料,除了具有与石墨烯相似的Dirac物性以外,还具有其它奇异的物理性质,如:电场可控的带隙、较强的自旋轨道耦合效应、特殊的自旋谷锁定等,这些性质是研究拓扑量子态、构建硅基原子级光电器件的重要载体。在这些奇异物性的基础上,应用模型哈密顿量的方法,本文重点研究了不同的硅烯介观结构中量子旋量态的输运调控。在硅烯量子结构中旋量态驻留时间的评价、类光输运、量子点束缚态等主题上取得了相应的研究成果,简要概括如下:1)硅烯介观结构中驻留时间的评价。以硅烯所具有门控的电子特征为基础,对于狄拉克电子量子隧穿硅烯单门和多门的纳米结构,我们系统的评估了驻留时间并展示:对于硅烯单势垒的纳米结构,由于硅烯具有一个有限大小的自旋轨道带隙,因此在正入射的情况下Hartman效应仍然可以被观察到,这个结果显然不同于石墨烯的情况。结合硅烯所具有电场可控的带隙特征,通过门电场的调控,Hartman效应是可以灵活地被打开或者关闭的。对于对称和非对称的硅烯双势垒结构,驻留时间严重依赖于前(后)势垒的大小和形状。在固态纳米结构中,这些结果对于我们在实验上去检测Hartman效应和基本的理解动力学隧穿问题提供了很好的帮助。2)硅烯介观结构中的类Goos-Hanchen位移。对于旋量非极化束隧穿不同门偏置的硅烯纳米结构,我们理论研究了类GH位移并表明:对于单门调控的硅烯结构,当满足Fabry-Perot共振条件时,侧向位移将会普遍地增强,并且接近打开迅衰模的转变点时,一个非常大的侧向位移将会被观察到。对于双门调控的结构而言,为了增强侧向位移,像量子阱态这样的局域模扮演了重要的作用。对于多门调控的结构,这种局域模逐渐转变为超晶格微带,它同样可以增强透射束的侧向位移。引入对称破缺机制,例如:门电场和磁场的调控,通过对准入射束到这些量子阱态、超晶格微带,一个完全旋量分辨的束可以从其它束中区分开来,通过门电场的调控,这种完全旋量分辨的束是容易实现的。对于功能电子材料来说,这些结果对于实现完全旋量极化的束提供了很好的方法。3)硅烯量子点。对于磁场(零磁场)调控下的硅烯量子点,我们理论研究了量子点中狄拉克费米子的束缚并展示:对于零磁场调控下的硅烯量子点,并没有束缚态被观察到,但是通过对准入射束到这些共振态,形成了长寿命的电子态。结合硅烯场控的带隙特征,在一个非零的门电场和磁场调控下,这些电子态将被很好的束缚,并且明显的能级交叉将会被观察到。考虑对称破缺机制,例如:门电场和磁场的调控,形成了谷分辨的束缚态能级。这些结果对于束缚硅烯量子点中的狄拉克电子提供了很好的方案。