Si基应变技术通过在体Si器件中引入应力来增强器件性能，且可与传统硅工艺技术相兼容，尤其是单轴应变技术已被成功应用于90、65、45nm节点工艺中，已成为当前高速/高性能半导体器件和集成电路研究发展的重点。应变Si材料价带结构的变化是其性能增强的主要因素，系统研究应变Si材料价带结构具有重要的应用价值和理论意义。本论文以单轴应变Si材料为研究对象，首先建立应变张量模型，并在此基础上分析(001)、(101)、(111)典型晶面上单轴应变Si材料的应变张量。然后利用定态微扰近似求解薛定谔方程，考虑应力产生的形变势场和自旋轨道耦合的作用，采用K P微扰法，研究建立了单轴应变Si材料价带结构模型，该模型适用于任意晶面及晶向单轴应变材料。基于所建立的价带结构模型，并结合相关参数，对单轴应变Si的价带能级进行研究分析，获得了(001)、(101)、(111)典型晶面上应力沿任意晶向、任意强度的单轴应变Si带边、亚带边、次带边Γ点处能级、劈裂能、任意k矢方向的能量分布及价带带边等能图，为迁移率增强机理的研究提供理论依据。并以未应变Si材料为基础，对单轴应变和双轴应变Si材料进行比较，研究分析价带结构的变化对空穴迁移率的影响，为应变Si材料应用及器件设计研究奠定了重要理论基础。