硅纳米材料由于存在悬挂键而不能稳定存在，发现在其内部掺杂一些金属原子可以提高硅纳米材料的稳定性。本书主要研究了过渡金属掺杂零维和一维硅基纳米材料的性质，揭示过渡金属原子掺杂硅团簇的基本性质，为实验研究提供可靠的理论依据，为功能材料的开发提供相应的理论模型。本书主要分为四部分。第一部分为过渡金属掺杂零维和一维硅基纳米材料的研究进展，第二部分为理论基础，第三部分是密度泛函理论研究过渡金属掺杂零维硅基纳米材料的结构和性质，第四部分是密度泛函理论研究过渡金属掺杂一维硅基纳米材料的结构和性质。

绪论
第一章 纳米科技
第一节 纳米科技概述
一、纳米科技的基本概念
二、纳米科技的发展史
第二节 纳米材料
一、纳米材料的概念
二、纳米材料的分类
三、纳米材料的发展简史
四、纳米材料的量子效应
五、纳米结构
六、纳米材料的制备
七、纳米材料的应用
第三节 硅纳米材料
参考文献
第二章 理论基础和计算方法
第一节 密度泛函理论
一、密度泛函理论的发展
二、多粒子体系的Schrodinger方程
三、Thomas-Fermi（T-F）模型
四、Hohenberg-Kohn（霍恩伯格-科恩）定理
五、Kohn-Sham方程
六、精确的密度泛函理论
七、局域自旋密度近似
八、广义梯度近似（Gradient Expansion Approximation, GEA）
九、相对论效应
第三节 量化软件简介
一、Gaussian 软件[63]
二、GaussiaView 软件简介[63]
参考文献
第三章 过渡金属掺杂硅基纳米团簇的密度泛函理论研究
第一节 团簇的研究概况
一、团簇简介
二、团簇的研究意义
三、团簇的研究进展
四、目前团簇研究的主要问题
五、过渡金属掺杂硅团簇的研究进展
六、计算细节
第二节 Nb2Sin0,+/-（n=1～6）团簇的密度泛函理论研究
一、几何结构
二、相对稳定性
三、电荷布局与自然键轨道分析
四、Nb2Sin0.+/-团簇的HOMO-LUMO能隙
五、磁性
六、极化率
七、电离势和亲和势
八、红外光谱
九、小结
第三节 Nb2Gen（n=1～4）团簇的密度泛函理论研究
一、几何结构和相对稳定性
二、自然布局
三、HOMO-LUMO能隙
四、磁性
五、极化率
第四节 RuSin±（n=1～6）团簇的密度泛函理论研究
一、几何结构和相对稳定性
二、电荷布局分析
三、HOMO-LUMO能隙
四、极化率和偶极矩
五、磁矩
六、RuSin0.±（n=1～6）团簇最低能结构的红外（IR）光谱
七、小结
参考文献
第四章 过渡金属掺杂硅纳米管的密度泛函理论研究
第一节 碳纳米管概述
一、碳纳米管的制备
二、碳纳米管的性质
三、碳纳米管的应用
第二节 硅纳米管概述
一、碳纳米管的结构
二、硅纳米管的结构
三、硅纳米管的制备
四、硅纳米管潜在的应用价值
第三节 过渡金属Cd掺杂棱柱型硅纳米管的理论研究
一、计算方法
二、结果与讨论
三、总结
第四节 有限长过渡金属Zn掺杂棱柱型硅纳米管的理论研究
一、几何结构和相对稳定性
二、Mulliken原子净布局分析
三、HOMO-LUMO能隙
四、电偶极距
参考文献