碳化硅纳米管（SiCNTs）作为最有研究价值的碳化硅纳米材料之一,它不仅保留了碳化硅（Si C）晶体的优良特性,还表现出高的内外表面活性、易调的电子结构、良好的热稳定性等纳米管特有的性质,被广泛应用于高频、高击穿场强、高温、高导热和强辐射等极端条件的技术领域。掺杂是一种提高半导体材料性能的有效手段,SiCNTs掺杂Ⅲ族元素后表现出更优异的电学、光学和磁学性质,扩展了其在微电子、光电器件等领域的应用空间,所以,研究Ⅲ族元素掺杂对SiCNTs电学和光学性质的影响非常有价值。本论文主要包括以下内容:首先,利用基于第一性原理的Materials Studio（MS）软件中的CASTEP模块计算了Ⅲ族元素（B、Al、Ga、In）分别替位Si原子和C原子后SiCNTs的结构和电学性质。先对Ⅲ族元素（B、Al、Ga、In）分别替位掺杂（6,6）SiCNTs中Si原子和C原子的掺杂模型进行优化和计算,得到其晶格结构和能带结构。然后,基于半导体物理和固体物理理论,建立了SiCNTs的电子输运和复合机制的计算模型;通过计算得到的电导率、载流子浓度及迁移率等数据,分析Ⅲ族元素不同替位对SiCNTs的电子输运性质的影响;通过分析比较复合中心浓度、电子（空穴）复合率、非平衡少数载流子寿命等数据,得到Ⅲ族元素不同替位对SiCNTs复合性能的影响。对比分析发现,替代Si位更有利于SiCNTs输运性能的调制,替代C位更有利于调制SiCNTs的复合性能。其次,分析了Ⅲ族元素分别替位Si原子和C原子对SiCNTs光学性质的影响。在优化的掺杂SiCNTs模型上计算其吸收系数与光电导率,介电常数与折射率,反射与透射等光学性质的数据,使用光子与晶体中电子的相互作用来研究SiCNTs的光学性质。研究结果表明,C替位SiCNTs的光吸收和光电导的本征峰值是低而宽的,而Si替位的峰是高而窄的。而且,与Si替位相比,替代C位的SiCNTs在远红外和近紫外波长下分别有一个透射窗口。最后,在单壁SiCNTs（SWSiCNTs）研究的基础上,进一步探讨了Ⅲ族元素在双壁碳化硅纳米管（DWSiCNTs）内外壁不同Si位掺杂对其电学及光学性质的影响。通过对比掺杂不同位置的DWSiCNTs的晶体结构、化学键和电荷转移等特性,得到壁间耦合作用的内在机理;通过对Ⅲ族元素掺杂DWSiCNTs内外壁及相对应的SWSiCNTs的电导率、载流子浓度及迁移率的对比分析,得到壁间耦合作用对其输运性质的影响;对掺杂DWSiCNTs及相对应的SWSiCNTs的光吸收、光电导、折射率等光学性质的结果进行讨论,得到壁间耦合作用对光学性质的影响。研究发现DWSiCNTs中内壁和外壁之间存在壁间耦合作用,而且Ⅲ族元素掺杂在DWSiCNTs内壁会比掺杂外壁具有更强的壁间耦合效应,掺杂DWSiCNTs内壁时,壁间耦合作用使其具有更好的导电性能。