随着社会的发展,对器件的要求越来越高,传统的半导体器件已经满足不了社会的发展需要。而随着集成度的不断提高,器件的小型化发展十分必要,同时,越来越多的纳米材料和纳米结构不断涌现出来。基于此,本文采用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法,研究了几种典型的芳香族分子纳米结构及耦合金属电极后的电子输运性质,包括:铁基杂化的芳香族单分子结构、钌掺杂有机分子结构和具有反芳香性小分子组成的分子笼结构。对体系呈现出来的电子结构和输运现象进行了分析、对内在的物理机制进行了诠释。首先,本文研究了铁掺杂芳香族单分子结构的电子特性,对分子长度和铁原子链长度对体系电子结构输运性质的影响进行了系统的分析,发现了自旋极化现象,并呈现出良好的鲁棒性,通过施加栅压,实现了自旋极化率从100%到-100%的任意调控。其次,本文以金属钌原子掺杂聚炔链状分子为研究对象,分别对该结构两侧碳原子链长度进行了变化和电子输运性质的研究。研究发现无论两端的碳原子数如何变化,该结构中均存在负微分电阻效应,具有良好的鲁棒性。最后,本文研究了自组装的反芳香性分子笼结构,选择合适位点耦合金电极,发现透射谱中费米面处呈现自旋向上极化,可用作自旋过滤。并且发现费米面附近同时存在自旋反向的完全极化透射峰,通过施加栅极电压,该结构有望实现电控的双自旋过滤器。