由于半导体工艺技术的快速发展,工艺线宽从微米量级到纳米量级逐渐缩小,使得纳机电系统的应用更加广阔,但是在研究方法、制造工艺、实验设备等方面也面临很多问题。当材料的尺度进入纳米量级,尺寸效应、表面效应、量子效应对材料性能的影响会更加明显,这些甚至成为纳米材料发展的瓶颈。如何准确的去描述纳米材料的物理特性成为了设计、制造、优化纳米器件的关键。硅纳米线作为一维硅纳米材料的典型代表,除具有半导体所具有的特殊性质,还显示出不同于体硅材料的场发射、热导率及可见光致发光等物理性质,在纳米电子器件、光电子器件以及新能源等方面具有巨大的潜在应用价值,因此硅纳米线可能成为未来纳机电系统构建的核心单元。近年来硅纳米线的制备工艺有很大发展,人们可以制造出各个方向、各个截面的硅纳米线,并且通过实验手段探索到了硅纳米线的一些性质,但是在现有的理论基础上还无法解释或者表征一些物理特性,其中有一个就是硅纳米线的本征谐振频率。近年来,由于硅纳米线在谐振器、振荡器等器件上有广泛的运用,使得对硅纳米线谐振频率的研究成为热点。随着尺寸的缩小,纳米线的频率从几个兆的频率到几百兆的频率,最后到现在上GHz的频率,不禁让人感到疑惑硅纳米线的谐振频率到底是什么量级,有什么规律可循呢?本文基于分子动力学的模拟,采用material studio软件系统地研究了硅纳米线的谐振特性。本文总共研究了<111>、<110>、<112>三个方向的硅纳米线的谐振频率,分别考虑硅纳米线的晶向、尺寸(长度、边长、厚度)、表面结构(截面形状,表面重构)对其谐振频率的影响。结果发现在纳米尺度下,由于表面积与体积之比(SVR)的增大,表面的原子与体内的原子所处的环境不同,因此材料的性质发生变化,导致了纳米梁的谐振频率不完全遵守Euler-Bernoulli梁的理论。<111>、<110>、<112>三个方向的硅纳米线的谐振频率近似与其长度的二次方成反比,但是与其截面的边长没有明显关系,然而边长的增大必然会导致厚度的增加,因而其谐振频率会产生轻微的漂移。<111>方向的三种截面的硅纳米线,由于其表面积与体积之比(SVR)不相同,表面效应的影响也不一样,因此其谐振频率也不一样。同样,不同晶向的硅纳米线其表面结构不一样,则表面效应的影响也不一样,因此谐振频率有差异。通过仿真发现,硅纳米线的表面重构对其谐振频率有着重大的影响。本论文提出的AFM探针模型,利用分子间的范德瓦尔斯力使硅纳米梁发生振动,这些建模工作对以后的理论研究工作具有一定的借鉴价值,在一定程度上为进一步研究纳米线的各种性质提供了新的思路。