چکیده: در این پژوهش به دلیل خواص جالب و منحصر به فرد نانو ساختارها، نانولوله‌ها و به خصوص نانولوله‌های سیلیکونی کپسوله شده با فلزات واسطه که دارای کاربردهای متنوعی، در صنایع نانوالکترونیک و اسپینترونیک هستند، به مطالعه‌ی خواص فیزیکی این ساختارها پرداخته شده است. محاسبات بر مبنای رهیافت نظریه‌ی تابعی چگالی DFT توسط کد محاسباتی SIESTA بر اساس تقریب شبه پتانسیل انجام شده است. برای تابعی همبستگی تبادلی از تقریب شیب تعمیم یافته‌ی پردو، برک، ارزنرهوف (PBE-GGA) استفاده و مجموعه‌ی پایه، به صورت DZP تعریف شده است. در ابتدا، خواص ساختاری، الکترونی و پایداری نانولوله‌های سیلیکونی خالص آرمچیر (3،3)، (4،4)، (5،5)، (6،6)، (7،7)، (8،8)، (9،9)، (11،11)، (12،12)، (13،13) و زیگزاگ (0،3)، (0،5)، (0،6)، (0،7)، (0،8)، (0،9)، (0،11)، (0،12)، (0،13)، (0،14)، (15،0)، (16،0) مطالعه شده است. نتایج کسب شده نشان می‌دهد، پایداری در هر دو گروه از نانولوله‌های سیلیکونی خالص زیگزاگ و آرمچیر با افزایش کایرالیتی n افزایش می‌یابد و به ازای کایرالیتی n یکسان نانولوله‌های آرمچیر کمی پایدارتر از نانولوله‌های زیگزاگ می‌باشند. بررسی‌ها روی ساختار نواری نانولوله‌های خالص نشان می‌دهد نانولوله‌های خالص آرمچیر همواره فلزی‌اند اما نانولوله‌های زیگزاگ خالص در قطرهای کوچک‌تر فلزی‌اند و در قطرهای بزرگ‌تر یک گاف نواری کوچک دارند. در ادامه به بررسی نانولوله‌های (4،4) و (7،0) کپسوله شده با اتم‌های مجزای فلزات واسطه و نانولوله‌های (4،4) و (5،5) کپسوله شده با زنجیره‌ای از اتم‌های فلزات واسطه پرداخته شده است و نتایج نشان می‌دهند که پایداری نانولوله‌ها بعد از کپسوله شدن با اتم‌های فلزی، افزایش قابل توجهی می‌یابد. همچنین پایداری نانولوله‌ها با افزایش عدد اتمی فلزات واسطه‌ی کپسول شده، افزایش می‌یابد. بررسی‌ها روی خواص مغناطیسی ساختارها نشان می‌دهد که نانولوله‌های خالص سیلیکونی، غیر مغناطیسی هستند. اگر فلزات واسطه با فاز آنتی‌فرومغناطیس در نانولوله‌ کپسول شوند تغییرات در اندازه‌ی گشتاور مغناطیسی کل ناچیز خواهد بود. اما نانولوله‌ها‌ی کپسوله شده با فلزات واسظه‌ی با فاز فرومغناطیس، خاصیت مغناطیسی از خود نشان می‌دهند و افزایش قابل توجهی در گشتاور مغناطیسی کل مشاهده می‌شود. بررسی‌ها روی ساختار نواری این نانولوله‌ها نیز نشان می‌دهد همه‌ی این ساختارها فلزی هستند. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش، نانولوله‌های سیلیکونی کپسوله شده با عناصر واسطه جهت کاربرد در صنایع نانوالکترونیک و به خصوص اسپینترونیک توصیه می‌شوند. در نهایت نانولوله‌ی کربنی زیگزاگ (11،0) در حالت‌های خالص و کپسوله شده با عناصر واسطه بررسی و نتایج حاصله با نتایج مربوط به نانولوله‌های سیلیکونی مقایسه شده است.