该研究工作是用全势能线性muffin-tin分子轨道动力学(FP-LMTO-MD)方法对重要的半导体硅纳米团簇的傅氏结构、堆积纳米线结构、环型结构以及由环型结构堆积而成的纳米管结构进行了详细的研究,同时我们还用改进的FP-LMTO-MD方法全面研究了小硅和小锗离子性团簇的几何结构和电子结构,得到了如下重要结果:1,计算发现与碳傅氏结构对应的这些硅笼子结构(如Si<,36>、Si<,50>和Si<,60>)是不稳定的,它们不同程度地都要发生结构畸变,畸变后的结构虽可以达到局域极小,但它们的稳定性比另一种堆积结构要差.进一步对它们的离子结构进行研究,发现存在类似结论.2,第一次完整研究了一种硅纳米线结构.这种结构由三帽三棱柱堆积而成,它们在理论上是最细而又可以稳定存在的硅纳米线结构,它们的提出有助于在实验上探索硅纳米线的生长机理.3,第一次报道了一种新颖的硅环型结构和由此堆积而成的硅纳米管结构,这对合成硅纳米管提供了一种理论模型.4,对非常重要的小硅团簇氧化机理进行了详细的研究,成功解释了实验结果.5,对小硅和小锗离子团簇进行细致的理论计算,发现了一些团簇的新结构比以前报道的基态结构更稳定.