热自旋电子学是由热电子学和自旋电子学相结合的一门新兴学科,它引入了电子自旋这一自由度,并将电子的电荷和自旋作为能量和信息传递的载体。它打破了传统热电子学的局限,致力于热能和电能之间的相互转化,并广泛应用于多功能器件材料中。它不但推动了科学技术的进步,而且满足了其在电子信息技术方面的需求。基于密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的方法,我们分别研究了锯齿型石墨烯纳米带和碳化硅纳米带所构建的二维纳米器件的热自旋输运性质,具体开展了以下三个方面的工作:（1）我们设计了由碳四环连接的并五苯组成的周期性石墨烯纳米器件,在没有任何外加电场和偏压的情况下,仅仅利用左右电极的温差来驱动器件中载流子的运动,从而研究其产生的热自旋流的变化规律。通过器件各种磁序的对比研究,结果表明该器件的基态是反铁磁态,同时我们也计算了反铁磁和铁磁态下的能带结构、输运谱和产生的热自旋流。除此之外,为了调控器件中的热自旋流,我们做了应力、施加门压的处理,研究结果表明该处理对反铁磁态电流的调控无明显影响,但铁磁态的电流出现了明显的自旋塞贝克效应。从它们的热自旋流的关系变化图中,我们发现有开关温度的出现,这种开关效应使得器件有了更加广泛的实用价值。尽管铁磁态结构并没有能隙的出现,但是输运谱却出现了“补偿效应”,使得金属性材料中出现了开关效应,从而拓宽了获取自旋塞贝克效应的选材范围。（2）在上述器件类型的基础上,我们增加了石墨烯纳米带的宽度,构建了周期性结构和非周期性结构的自旋电子学器件。研究表明锯齿型石墨烯纳米带由于与氢连接的边缘碳原子存在未成对电子,从而使得纳米带具有了边缘效应,由此我们对结构做了三种初始磁性设置:反铁磁-反铁磁（AFM-AFM）,反铁磁-铁磁（AFM-FM）和铁磁-铁磁（FM-FM）,计算结果显示周期性结构中的AFM-FM和FM-FM出现了自旋塞贝克效应,非周期性结构中仅仅FM-FM出现了自旋塞贝克效应。除此之外,我们还计算了300K下两种器件的热电优值（ZT）,对比结果揭示了具有塞贝克效应的磁性结构中自旋的热电优值(ZT_sp)明显比电荷的热电优值(ZT_ch)的峰值大,而且周期性结构比非周期结构的ZT值大,由此我们得出周期性结构的热电转换效率更高。（3）在第四章中,我们选择了碳化硅纳米带来构建器件结构,其中一种器件类型与上一章中的周期性结构相类似,另外一种是利用碳-硅键（C-Si）来连接的周期性结构。计算结果表明四环连接的碳化硅纳米带具有自旋过滤和负微分电阻效应。此外,我们对其进行了应力和门压的调节,结果显示应力调节使得负微分电阻效应消失,且当拉伸到1.5%时,四环连接处会出现硅-硅（Si-Si）键,而施加门压后依然会有自旋过滤和负微分电阻效应,但是热自旋流的大小却明显降低。