硅纳米线,也称Si NWs,具有宏观硅体材料没有的独特性质,除了常规半导体性质外,还表现出场发射、热导率及可见光致发光等物理性质,广泛应用于太阳能光电板、纳米线电池,热电材料和非易失性存储器等。由于其具有较高的表面积/体积比,硅纳米线的力学性能表现出明显的尺度依赖。本文基于表面本征应力模型,给出了硅纳米线初始应变和杨氏模量与尺度关系式。同时引入温度的影响,温度的变化主要影响纳米线的尺寸和杨氏模量。对于纳米线尺度的变化,用热膨胀系数衡量;而杨氏模量的变化则由Varshni方程衡量,基于此构建纳米线尺度、温度依赖的表面本征应力模型。之后采用分子动力学模拟方法对该模型进行验证和分析。模拟[100]、[110]和[111]三个晶向的不同尺寸硅纳米线在不同温度下(100k-400k)的弛豫和小变形拉伸(压缩)行为,得到相应的初始应变、杨氏模量、热膨胀系数以及定压热容。然后用得到的相应数据对尺度、温度依赖的表面本征应力模型进行验证。验证结果表明尺度、温度依赖的表面本征应力模型能完美地适用于金刚石结构Si纳米线的三个晶向。同时研究了尺寸、温度对硅纳米线塑性行为的影响。结果表明:硅纳米线在小尺寸下容易形成贯穿位错,而在大尺寸下则会形成林位错。且随着温度的升高,硅纳米线形成贯穿位错的临界尺寸逐渐升高。