半导体异质结纳米线由于其独特的形貌结构和不同于体材料的优异特性,已成为当今纳米材料科学研究的热点之一。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,使用CASTEP软件研究了不同掺杂浓度下的ZnSe/Si异质结纳米线,在理论层次上对纳米线结构稳定和电子性质进行研究探索,为今后纳米器件的研制及应用提供了一个良好理论依据。首先,文章构建了(110)方向的ZnSe/Si异质结纳米线模型,对含有表面悬挂键和使用氢原子钝化表面悬挂键两种情况下掺杂浓度渐变对纳米异质结材料的稳定性进行研究。研究发现,经过结构优化,异质结纳米线中的所有原子都进行了表面重构,特别是有Si掺杂的ZnSe/Si纳米线晶格畸变较大,在异质结外表面处的原子向外弛豫幅度较大,而中心处的原子向内弛豫幅度较小。接着,对纳米异质结的晶格常数进行了测量,由于ZnSe和Si两者之间有近4%的晶格常数失配,因此在一定程度上却偏离了Vegard’s law所示的线性关系,呈非线性变化。但随着组分Si含量增加,异质结纳米线晶格常数减小的总趋势未改变。其次,结合能是衡量纳米线结构稳定性的另一个重要参数。本文对比分析了不同掺杂浓度下未饱和及氢原子饱和表面悬挂键两种情况下纳米线的结合能,发现随着组分硅含量的增加,纳米异质体系结合能线性增大,材料结构越稳定。并且,使用氢原子饱和表面悬挂键的ZnSe/Si异质结纳米线更易被合成。然后,本文研究了表面悬挂键效应对于ZnSe/Si异质结纳米线电子特性的影响,发现含有悬挂键的纳米异质结构呈现出金属性,而使用氢原子饱和表面悬挂键可以有效的消除悬挂键的表面态对于电子结构特性的影响,使纳米线转变为半导体材料。另一方面,我们对掺杂即杂质硅含量的变化对纳米线能带结构的影响进行了详细分析,发现掺杂对于纳米线异质结能带结构起到了有效的调制作用,其中,纯硅纳米线表现出异于体硅材料的特征,变为直接带隙的半导体,并且禁带宽带明显增加。特别的,杂质能级对带边的影响使ZnSe/Si纳米线异质结可在N型半导体和P型半导体之间相互转化。当掺杂浓度相对较低时,纳米线呈现出N型半导体特征,而当掺杂浓度较高时,纳米线则转化为P型半导体。这个突破性的结论对于纳米异质材料在光学及电学领域的应用,提供了重要的依据。最后,在完成上述工作的基础上,对Ga、N掺杂闪锌矿结构InSb的电子结构进行了系统研究,结果表明单独掺入N或Ga时,带隙无法打开,并且发现随着N含量的增加,可以形成零带隙半导体InSbN,这对于研究零带隙半导体材料工程提供了一定的参考价值。而共掺杂Ga和N时,其带隙变化明显。